DE102010013680A1

DE102010013680A1 - Rotor und Motor

Info

Publication number: DE102010013680A1
Application number: DE201010013680
Authority: DE
Inventors: Yoji Kosai-shi Yamada; Seiya Kosai-shi Yokoyama; Shigemasa Kosai-shi Kato; Yoshiaki Kosai-shi Takemoto; Yoko Kosai-shi Tateishi
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2011-05-12

Abstract

Ein Motor weist einen Rotor (10A) und einen Stator (20) auf. Der Rotor (10A) weist eine Mehrzahl von Magneten (13) auf, welche als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehende Pole (12a), welche als zweite magnetische Pole wirken. Ein Verhältnis x1:x2 einer ersten Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors (10A), welche die Summe aus der Anzahl der Magneten (13) und der Anzahl der hervorstehenden Pole (12a) ist, und einer Anzahl x2 der Nuten ist 2n:3n (wobei n eine natürliche Zahl ist). Die Summe eines magnetischen Polbesatzwinkels Θ1 des Magneten (13) und eines magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 des hervorstehenden Pols (12A) ist 360°. Der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ist in einem Bereich 180° < Θ1 ≤ 230° gesetzt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor von der Struktur eines Folgepoltyps und einen Motor mit einem solchen Rotor. Die Japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 9-327139 offenbart einen Rotor der sogenannten Struktur Folgepol als ein Beispiel eines Rotors, der in einem Motor Verwendung findet. Der Rotor, der in der Veröffentlichung beschrieben wird, weist eine Mehrzahl von Magneten auf, die in Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind, und hervorstehende Pole, welche zwischen den Magneten angeordnet und integral mit dem Rotorkern ausgebildet sind. Die Mehrzahl der Magnete wirken als erste magnetische Pole und die Mehrzahl der hervorstehenden Pole wirken als weitere magnetische Pole.
Der Rotor der Struktur Folgepol, der in der Veröffentlichung offenbart ist, weist Magnete auf, die einen magnetischen Fluss erzeugen, und hervorstehende Pole, die keinen magnetischen Fluss erzeugen. Daher besteht die Tendenz zu einer magnetischen Disbalance bei einem Rotor des Typs Folgepol. Dies erhöht die Drehmomentschwankung oder Ähnliches und verringert auf diese Weise die Rotationsleistung.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor und einen Motor vorzusehen, die die Form jedes hervorstehenden Pols und jedes Magneten optimieren und die Rotationsleistung verbessern.
Um die voranstehende Aufgabe zu lösen, wird nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Motor vorgesehen, der einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehende Pole auf. Die Mehrzahl von Magneten sind in Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirken als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgebildet und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Der Stator ist gegenüber des Rotors angeordnet und weist eine Vielzahl von Nuten auf. Die Magneten und die hervorstehenden Pole haben jeweils eine Anzahl, wobei die Anzahlen sich zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors addieren, und die Nuten haben eine Anzahl x2. Ein Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche und der Anzahl der Nuten ist 2n:3n (wobei n eine natürliche Zahl ist). Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, welcher zwischen jedem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart zu einer Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, zu einem Endpunkt, welcher zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart auf der anderen Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, korrespondiert, ist als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden Magneten definiert. Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt auf beiden Seiten eines jeden hervorstehenden Pols in Umfangsrichtung korrespondiert, ist als magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols definiert. Die Summe der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und des magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 ist 360°. Der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ist in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 230° gesetzt.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Motor vor, der einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehende Pole auf. Die Mehrzahl von Magneten sind in Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirken als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgebildet und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Der Stator ist gegenüber des Rotors angeordnet und weist eine Vielzahl von Nuten auf. Die Magneten und die hervorstehenden Pole haben jeweils eine Anzahl, wobei die Anzahlen sich zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors addieren, und die Nuten haben eine Anzahl x2. Ein Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche und der Anzahl der Nuten ist 3n – 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist, die größer oder gleich 3 ist) oder 3n – 2:3n (wobei n eine gerade Zahl ist, die größer oder gleich 4 ist). Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, welcher zwischen jedem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart zu einer Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, zu einem Endpunkt, welcher zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart auf der anderen Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, korrespondiert, ist als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden Magneten definiert. Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt auf beiden Seiten eines jeden hervorstehenden Pols in Umfangsrichtung korrespondiert, ist als magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols definiert. Die Summe der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und des magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 ist 360°. Der magnetische Polbesatzwinkei Θ1 ist in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 210° gesetzt.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Motor vor, der einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehende Pole auf. Die Mehrzahl von Magneten sind in Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirken als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgebildet und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Der Stator ist gegenüber des Rotors angeordnet und weist eine Vielzahl von Nuten auf. Die Magneten und die hervorstehenden Pole haben jeweils eine Anzahl, wobei die Anzahlen sich zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors addieren, und die Nuten haben eine Anzahl x2. Ein Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche und der Anzahl der Nuten ist 3n + 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist) oder 3n + 2:3n (wobei n eine gerade Zahl ist). Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, welcher zwischen jedem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart zu einer Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, zu einem Endpunkt, welcher zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart auf der anderen Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, korrespondiert, ist als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden Magneten definiert. Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt auf beiden Seiten eines jeden hervorstehenden Pols in Umfangsrichtung korrespondiert, ist als magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols definiert. Die Summe der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und des magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 ist 360°. Der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ist in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 200° gesetzt.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Motor vor, der einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehende Pole auf. Die Mehrzahl von Magneten sind in Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirken als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgebildet und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Der Stator ist gegenüber des Rotors angeordnet und weist eine Vielzahl von Nuten auf. Die Magneten und die hervorstehenden Pole haben jeweils eine Anzahl, wobei die Anzahlen sich zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors addieren, und die Nuten haben eine Anzahl x2. Ein Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche und der Anzahl der Nuten ist 3n – 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist, die größer oder gleich 3 ist) oder 3n – 2:3n (wobei n eine gerade Zahl ist, die größer oder gleich 4 ist). Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, welcher zwischen jedem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart zu einer Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, zu einem Endpunkt, welcher zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol, der benachbart auf der anderen Seite des Magneten in Umfangsrichtung liegt, korrespondiert, ist als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden Magneten definiert. Ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt auf beiden Seiten eines jeden hervorstehenden Pols in Umfangsrichtung korrespondiert, ist als magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols definiert. Die Summe der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und des magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 ist 360°. Der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ist in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 220° gesetzt.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Motor mit einem Rotor und einem Statur vor. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehenden Polen auf. Die Mehrzahl von Magneten ist entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirkt als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgeführt und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Ein erster Abstand ist zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol, die zu einander benachbart in Umfangrichtung liegen, ausgebildet. Der Statur ist gegenüber des Rotors beabstandet durch einen zweiten Abstand in radialer Richtung angeordnet. Der zweite Abstand hat eine kürzeste radiale Distanz A an Orten, die mit den Magneten korrespondieren, und eine kürzeste radiale Distanz B an Orten, die mit den hervorstehenden Polen korrespondiert. Ein Verhältnis B:A ist in einem Bereich von 0,3 ≤ B:A < 1 definiert.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Rotor vor, der einen Rotorkern, eine Mehrzahl von Magneten und einen hervorstehenden Pol aufweist. Die Mehrzahl von Magneten ist entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet, um als erste magnetische Pole zu wirken. Der hervorstehende Pol ist integral mit dem Rotorkern ausgeformt und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweiter magnetischer Pol zu wirken. Ein erster Abstand ist zwischen den Magneten und den hervorstehenden Polen ausgebildet. Zumindest ein Teil einer Oberfläche der hervorstehenden Pole und zumindest ein Teil der Oberflächen der Magneten liegen auf einem Referenzumfang. Die Oberfläche von zumindest einem der hervorstehenden Pole und der Magnete ist fortschreitend beabstandet von dem Referenzumfang in Richtung der beiden Enden der Oberfläche in Umfangsrichtung, so dass eine konvexe Form entsteht.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Rotor vor, der einen Rotorkern sowie eine Mehrzahl von Magneten und hervorstehenden Polen aufweist. Die Mehrzahl der Magneten ist entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und wirken als erste magnetische Pole. Die hervorstehenden Pole sind integral mit dem Rotorkern ausgebildet und zwischen benachbarten Magneten in Umfangsrichtung angeordnet, um als zweite magnetische Pole zu wirken. Ein erster Abstand ist zwischen dem Magneten und dem hervorstehenden Pol ausgebildet, die benachbart zu einander in Umfangsrichtung liegen. Die hervorstehenden Pole ragen in radialer Richtung von den Magneten relativ nach außen. Abdeckteile decken die Magneten ab und sind in den Rotorkern zwischen benachbarten hervorstehenden Polen eingehakt. Die Abdeckteile sind derart angeordnet, dass sie in radialer Richtung nicht über die hervorstehenden pole hinaus ragen.
Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen am besten verstanden mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Figuren, in welchen
1 eine Draufsicht ist, die einen Motor nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Motor der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Graph ist, der die Beziehung des magnetischen Polbesatzwinkels und der Drehmomentschwankung und die Beziehung zwischen dem magnetischen Polbesatzwinkel und dem Drehmoment bei der ersten Ausführungsform darstellt;
4 eine Draufsicht ist, die einen Motor nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Motor der zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ein Graph ist, der die Variation der magnetischen Flussdichte in einem Motor der zweiten Ausführungsform zeigt;
6b ein vergrößerter Graph ist, der die Variation der magnetischen Flussdichte in der Nähe eines elektrischen Winkels von 180° bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
7 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen einem magnetischen Polbesatzwinkel und der Drehmomentschwankungsverhältnisse und die Beziehung zwischen dem magnetischen Polbesatzwinkel und dem Drehmomentverhältnis einer zweiten Ausführungsform zeigt;
8 ein Diagramm ist, welches die Beziehung des magnetischen Polbesatzwinkels und der magnetischen Polschaltposition in der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 eine Draufsicht ist, die einen Motor nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Motor nach einer dritten Ausführungsform zeigt;
11 ein Graph ist, der die Beziehung eines magnetischen Polbesatzwinkels und eines Verhältnisses der Drehmomentschwankung und die Beziehung zwischen dem magnetischen Polbesatzwinkel und dem Drehmomentverhältnis einer dritten Ausführungsform zeigt;
12 eine Draufsicht ist, die einen Motor nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine vergrößerte Ansicht ist, die den Motor nach der vierten Ausführungsform zeigt;
14 ein Graph ist, der die Beziehung eines Abstandsverhältnisses B:A und einer Änderung der radialen Kraft bei einer vierten Ausführungsform zeigt;
15 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen einem Abstandsverhältnis B:A und einem Drehmomentverhältnis in einer vierten Ausführungsform zeigt;
16 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Abstandsverhältnis B:A und einem Verhältnisse der Drehmomentschwankung in der vierten Ausführungsform zeigt;
17 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die einen Motors nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ein Graph ist, der die Beziehung eines ersten Abstandsverhältnisses C:B und einer Radialkraftpulsationsrate nach einer fünften Ausführungsform zeigt;
19 eine Draufsicht ist, die einen Rotor nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Rotor der sechsten Ausführungsform zeigt;
21 ein Graph ist, der die Beziehung eines Verhältnisses r1:R und der Variation der magnetischen Flussdichte in einer sechsten Ausführungsform zeigt;
22 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis r1:R und dem Drehmomentverhältnis in einer sechsten Ausführungsform zeigt;
23 ein Graph ist, der die Beziehung des Verhältnisses r1:R und dem Verhältnis der Drehmomentschwankung bei einer sechsten Ausführungsform zeigt;
24 eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Rotors nach einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
25 ein Graph ist, der die Beziehung eines Verhältnisses r2:R und dem Drehmomentverhältnis der siebten Ausführungsform zeigt;
26 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis r2:R und dem Verhältnis der Drehmomentschwankung der siebten Ausführungsform zeigt;
27 eine Draufsicht ist, die einen Rotor nach einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
28 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Rotor nach der achten Ausführungsform zeigt;
29 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen einem Verhältnis r3:R und der Variation der magnetischen Flussdichte in der achten Ausführungsform zeigt;
30 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis r3:R und dem Drehmomentverhältnis in der achten Ausführungsform zeigt;
31 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis r3:R und dem Verhältnis der Drehmomentschwankung in der achten Ausführungsform zeigt;
32 eine Draufsicht ist, die einen Motor nach einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
33 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die den Motor nach der neunten Ausführungsform zeigt;
34 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel eines Motors zeigt und
35 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel eines Motors zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
[erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 erläutert.
1 und 2 zeigen einen Typ eines bürstenlosen Motors M mit einem inneren Rotor. Der Motor M der ersten Ausführungsform nützt einen Rotor 10A, der einen im Wesentlichen ringförmigen Rotorkern 12 aufweist, welcher aus einem magnetischen Metallmaterial ausgebildet und an die äußere Umfangsfläche eines Rotationsschaftes 11 befestigt ist, vier N-Polmagneten 13, welche entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und hervorstehende Pole 12a, welche integral mit dem Rotorkern 12 ausgeformt sind und zwischen benachbarten Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-Pole. In anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10A um einen sogenannten Folgepoltypen mit acht magnetischen Polbereichen. Ein Stator weist einen Statorkern 21 auf, welcher zwölf Zähne 21a und Spulen 22 beinhaltet, welche um die Zähne 21a gewickelt sind. Nuten für die Aufnahme der Wicklungen 20 sind zwischen den Zähnen 21a, die benachbart zu einander in Umfangsrichtung gelegen sind, ausgebildet. Der Stator 20 weist zwölf magnetische Polbereiche auf. Auf diese Weise ist bei einem bürstenlosen Motor M der ersten Ausführungsform die Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 10A und die Anzahl x2 der Nuten (Anzahl der Zähne) des Stators 20 auf ein Verhältnis x1:x2 also 8:12 eingestellt, also auf 2n:3n (wobei n 4 ist).
Die Wicklungen 22 weisen Wicklungen der drei Phasen, nämlich der U-, V- und W-Phase auf, welche entgegen der dem Uhrzeigersinn in der Ordnung angeordnet sind: W-Phase (vorwärts gewickelt), W -Phase (rückwärts gewickelt) V -Phase, V-Phase, U-Phase, U -Phase, W -Phase, W-Phase, V-Phase, V -Phase, U -Phase und U-Phase im Uhrzeigersinn. Mit anderen Worten sind die Wicklungen 22 derart angeordnet, dass die Vorwärtswicklung und die Rückwärtswicklung der jeweiligen Wicklung der selben Phase benachbart zu einander angeordnet sind. Die Magneten 13 und die hervorstehenden Pole 12a sind in gleichen Winkelintervallen im Umfangsbereich des Rotors 10A alternierend angeordnet.
Der Magnet 13 hat eine Länge in Umfangsrichtung, die etwas länger ist als die der hervorstehenden Pole 12a. Weiter ist der Magnet 13 im Wesentlichen kastenförmig und hat eine flache innere Oberfläche 13a und eine gekrümmte äußere Oberfläche 13b. Die innere Oberfläche 13a des Magneten 13 ist an einer flachen Befestigungsoberfläche 12b befestigt, die zwischen benachbarten hervorstehenden Polen 12a des Rotorkerns 12 angeordnet ist. Ein Abstand (Spalt in Umfangsrichtung) S1 ist zwischen dem Magneten 13 und den hervorstehenden Polen 12a, die in Umfangsrichtung benachbart zu einander gelegen sind, ausgebildet.
Der hervorstehende Pol 12a hat eine Länge in Umfangsrichtung, die etwas kleiner ist als die des Magneten 13. Weiter ragt der hervorstehende Pol 12a von dem Umfangsbereich des Rotorkerns 12 nach außen und hat eine gekrümmte Form. Der hervorstehende Pol 12a hat eine gekrümmte äußere Oberfläche 12c, die entlang desselben Umfangs liegt wie die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13. Auf diese Weise ist ein Abstand S2 zwischen der äußeren Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a und des Stators (distale Oberfläche der Zähne 21a) der gleiche wie der Abstand S2 zwischen der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 und des Stators 20 (distale Oberfläche der Zähne 21a).
In 2 hat jeder Magnet 13 eine Länge in Umfangsrichtung, die als magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 dargestellt ist, und jeder hervorstehende Pol 12a hat eine Länge in Umfangsrichtung, die als magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 dargestellt ist. Jeder der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 ist ein Winkelbereich, wobei der Startpunkt und der Endpunkt dieses Winkelbereichs der Mittelpunkt des Abstandes S1 zwischen den Magneten 13 und dem hervorstehenden Pol 12a ist. Mit anderen Worten ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 jedes Magneten 13 definiert als der Winkelbereich vom Mittelpunkt (Startpunkt) des Abstandes S1 auf der einen Seite des Magneten 13 in Umfangsrichtung zum dem Mittelpunkt (Endpunkt) des Abstandes S1 in Umfangsrichtung auf der anderen Seite des Magneten 13. Der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 jedes hervorstehenden Pols 12a ist definiert als der Winkelbereich von einem Mittelpunkt (Startpunkt) des Abstands S1 auf einer Umfangsseite des hervorstehenden Pols 12a zu dem Mittelpunkt (N) des Abstandes S1 auf der anderen Umfangsseite des hervorstehenden Pols 12a. 3 zeigt die Drehmomentschwankung und den Drehmoment des Motors für den Fall, wenn die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 verändert werden. In 3 ist die Drehmomentschwankung als durchgezogene Linie und das Drehmoment als gestrichelte Linie gezeigt. In 3 sind die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 als elektrische Winkel dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung werden die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 als elektrische Winkel beschrieben, sofern nicht anderweitig bezeichnet. Die Summe der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 eines einzelnen Magneten 13 und des magnetischen Polbesatzwinkels Θ2 eines einzelnen hervorstehenden Pols 12a ist ein elektrischer Winkel von 360° (Θ1 + Θ2 = 360°). Daher wird nachfolgend nur der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 beschrieben.
In 3 ist das Maximum des Drehmoments definiert als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 180° ist, also wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind. Das Maximum des Drehmoments, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 sich von 180° unterscheidet, ist als ein Verhältnis angegeben, in Relation mit dem Maximum des Drehmoments, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 180° beträgt. Das Drehmoment wird geringer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° ist. Das Drehmoment übersteigt 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° und 230° ist.
In 3 ist das Maximum der Drehmomentschwankung definiert als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 180° ist und das Maximum der Drehmomentschwankung, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 von 180° verschieden ist, ist als ein Verhältnis in Relation mit dem Maximum der Drehmomentschwankung aufgezeigt, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 gleich 180° ist. Die Drehmomentschwankung wird größer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° ist. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 vergrößert wird auf einen Wert größer als 180°, reduziert sich die Drehmomentschwankung auf 90% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 200°. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 weiter vergrößert wird, reduziert sich die Drehmomentschwankung auf 85% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 208°. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ungefähr 213° ist, ist die Drehmomentschwankung auf einen Minimalwert von ca. 82% reduziert. Sobald der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 großer als ungefähr 213° wird, vergrößert sich die Drehmomentschwankung, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 sich erhört. Die Drehmomentschwankung wird zu 85% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel von 216°, 90% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 220° und größer oder gleich 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 über 230° steigt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 gleich zu einander sind, ist die Drehmomentschwankung reduziert, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in dem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 230° ist. Die Drehmomentschwankung ist auf 90% reduziert im Bereich von 200° ≤ Θ1 ≤ 220°. Weiter ist die Drehmomentschwankung auf 85% reduziert in einem Bereich von 208° ≤ Θ1 ≤ 216°.
Demnach ist in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 230° der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich von 208° ≤ Θ1 ≤ 216 für einen Rotor 10A einer ersten Ausführungsform gesetzt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzungen Θ1 und Θ2 zu einander identisch sind, ist die Drehmomentschwankung reduziert, während das unterdrückende Drehmoment abfällt. Konsequenter Weise ist die Rotationsleistung des Rotors 10A auf diese Weise verbessert.
Die erste Ausführungsform hat die Vorteile, wie nachfolgend beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 230° in einem Motor definiert, welcher ein Verhältnis x1:x2 der Anzahl magnetischer Polbereiche x1 des Rotors 10A zu der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 aufweist, das 2n:3n (n ist eine natürliche Zahl) ist. Daher, im Vergleich zu einem typischen Motor, bei welchem der magnetische Polbesatzwinkel des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 der hervorstehenden Pole 12a identisch sind, reduziert ein Motor der ersten Ausführungsform die Drehmomentschwankung, während das Unterdrücken der Drehmomente reduziert wird (siehe 3). Das verbessert die Rotationsleistung des Rotors 10A.

(2) In der ersten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 200° ≤ Θ1 ≤ 220° eingestellt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a identisch sind, reduziert der Motor M der ersten Ausführungsform die Drehmomentschwankung auf ca. 90% (siehe 3). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 10A.
(3) In der ersten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 208° < Θ1 ≤ 216° eingestellt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, reduziert der Motor M der ersten Ausführungsform die Drehmomentschwankung auf ca. 85% (siehe 3). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 10A.
(4) In der ersten Ausführungsform ist der Abstand S1 zwischen dem Magneten 13 und dem hervorstehenden Pol 12a, die zu einander benachbart in Umfangsrichtung des Rotors 10A gelegen sind, ausgebildet. Die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 werden definiert anhand der Mittelpunkte in Umfangsrichtung des Abstandes S1 aus einem Startpunkt und einem Endpunkt. Daher unterdrückt der Abstand S1 plötzliche Änderungen der magnetischen Flussdichte im Bereich der Umgebung, benachbart zu den Magneten 13 und den vorstehenden Polen 12a. Weiter wird die Drehmomentschwankung reduziert, während das unterdrückende Drehmoment reduziert wird bei einem Motor M, der einen Rotor 10A aufweist.

Die Erste Ausführungsform kann wie nachfolgend beschrieben modifiziert werden.
Bei einer ersten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 208° ≤ Θ1 ≤ 216° eingestellt. Jedoch kann der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 auch in einem breiteren Bereich von 200° ≤ Θ1 ≤ 220° oder sogar in einem noch weiteren Bereich von 180° < Θ1 ≤ 230° definiert sein.
In der ersten Ausführungsform ist das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 10A und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 eingestellt auf 8:1, also auf 2n:3n (wobei n auf 4 definiert ist). Der Wert für „n” kann auch auf andere natürliche Zahlen geändert werden.
Die nummerischen Bereiche der ersten Ausführungsform können geändert werden, wenn es die Situation oder Ähnliches erforderlich macht.
[zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 4 bis 8 erläutert.
In der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Anzahl der magnetischen Polbereiche des Rotors von der ersten Ausführungsform.
Demnach wurden dieselben Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die identisch sind mit den korrespondierenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht mehr im Detail beschrieben.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, verwendet der Motor M der zweiten Ausführungsform einen Rotor 10B, der fünf N-pole in Form von Magneten 13 aufweist, die entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und fünf hervorstehende Pole 12a, die zwischen benachbarten Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-pole. In anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10B um einen so genannten Folgepoltyp, der zehn magnetische Polbereiche aufweist. Der Stator 20 weist zwölf Zähne 21a in der gleichen Weise auf, wie in der ersten Ausführungsform. Daher ist das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 10B und der Anzahl x2 der Nuten (Anzahl der Zähne) des Stators 20 auf 10:12 eingestellt, also auf 3n – 2:3n (wobei n 4 ist) in einem bürstenlosen Motor M der zweiten Ausführungsform.
Der Magnet 13 hat eine Umfangslänge, die etwas länger ist als die der hervorstehenden Pole 12a. Der Magnet 13 hat eine gekrümmte Form und eine Dicke (Dimension in radialer Richtung), welche in Umfangsrichtung konstant ist. Demnach sind die innere Oberfläche 13a und die äußere Oberfläche 13b des Magneten parallel. Die Befestigungsoberfläche 12b des Rotors 12, an welcher die innere Oberfläche 13a des Magneten 13 befestigt ist, hat eine gekrümmte Form, die an die innere Oberfläche 13a angepasst ist. Der Abstand (der Spaltenumfangsrichtung) S1 ist zwischen dem Magneten 13 dem hervorstehenden Pol 12a, die in Umfangsrichtung zu einander benachbart sind, ausgebildet. Der Abstand S1 ist derart eingestellt, dass er eine Abmessung aufweist, die ein- bis zweimal größer ist als der Abstand S2 zwischen dem Rotor 10B und dem Stator 20 (Abstand S2 zwischen der äußeren Oberfläche des hervorstehenden Pols 12a oder dem Magneten 13 und der distalen Oberfläche der Zähne 21a).
Die 6a und 6b zeigen die Variation der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche des Rotors 10B, wenn die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 des Magneten 13 und des hervorstehenden Pols 12a verändert werden. 7 zeigt die Drehmomentschwankung und das Drehmoment. In 7 ist die Drehmomentschwankung durch eine durchgezogene Linie und das Drehmoment durch eine einfach gestrichelte Linie dargestellt.
Die 6a und 6b zeigen die Variation der magnetischen Flussdichte des Rotors 10B, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 auf die Werte 171°, 180°, 198° und 208° geändert wird (189°, 180°, 162°, 152° in gleicher Weise für den magnetischen Polbesatzwinkel Θ2). Für all diese magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 verändert sich die magnetische Flussdichte in ähnlicher Weise. Insbesondere weist die Kurve, die die Variation der magnetischen Flussdichte darstellt, eine im Wesentlichen trapezförmige Form in der magnetischen Polzone des Magneten 13 und eine konvexe Form in der magnetischen Polzone des hervorstehenden Pols 12a auf, wobei der Bereich in der Nähe der Mitte des magnetischen Pols stärker abfällt als der Bereich in der Nähe der Enden des magnetischen Pols.
Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 auf 180° eingestellt ist, also wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, wird die magnetische Flussdichte nicht Null bei elektrischen Winkeln von 0°, 180°, 360° (= 0°) des Rotors 10B, welcher eine magnetisch unbalancierte Struktur aufweist. Insbesondere wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 bei 180° liegt, steigt die magnetische Flussdichte an, so dass sie den Wert Null bei einem elektrischen Winkel passiert, der etwas größer als 0° ist und fällt, so dass sie den Wert Null bei einem elektrischen Winkel passiert, der etwas geringer als 180° ist. Der Bereich des magnetischen Pols des Magneten 13 erscheint als ein Bereich, der kleiner ist als der Bereich des magnetischen Pols des hervorstehenden Pols 12a in Umfangsrichtung.
Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 bei 171°, also etwas kleiner als 180°, liegt, ist der Punkt, an welchem die magnetische Flussdichte Null wird, weiter von den elektrischen Winkeln 0° und 180° entfernt, als wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 gleich 180° ist. Demnach erscheint der Bereich des magnetischen Pols des Magneten 13 als ein Bereich, der noch weiter verringert ist im Vergleich zum Bereich des magnetischen Pols des hervorstehenden Pols 12a in Umfangsrichtung. Das Abfallen der magnetischen Flussdichte in der Nähe der Mitte der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a wird ebenfalls größer.
Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 gleich 198° ist, was größer als 180° ist, wird der die magnetische Flussdichte Null bei elektrischen Winkeln 0° und 180°. In diesem Fall scheint der Bereich des magnetischen Pols des Magneten 13 als ein Bereich der gleich dem Bereich des magnetischen Pols der hervorstehenden Pole 12a in Umfangsrichtung ist. Das Abfallen der magnetischen Flussdichte in der Mitte der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a wird gering.
Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 gleich 208° oder noch größer ist, steigt die magnetische Flussdichte an und passiert den Wert Null bei einem elektrischen Winkel, der etwas kleiner als 0° ist und fällt, um den Wert Null zu passieren, bei einem elektrischen Wert, der etwas größer ist als 180°. Der Bereich des magnetischen Pols des Magneten 13 erscheint als ein Bereich, der größer ist als der Bereich des magnetischen Pols des hervorstehenden Pols 12a in Umfangsrichtung. Das Abfallen in der Nähe der Mitte der magnetischen Polzone des hervorstehenden Bereichs 12a der magnetischen Flussdichte wird geringer.
7 zeigt die Schwankung des Drehmoments und das Drehmoment, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 verändert wird. Wenn das Maximum des Drehmoments 100% ist, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 gleich 180° ist, dann ist das Drehmoment geringer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° ist. Das Drehmoment übersteigt 100% in einem Bereich, in welchem der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 zwischen 180° und 220° ist.
In 7, wenn das Maximum der Schwankungen des Drehmoments 100% ist, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 gleich 180° ist, wird die Schwankung des Drehmoments größer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° ist. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ansteigt, um größer als 180° zu werden, ist die Schwankung des Drehmoments reduziert auf 85% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 184°. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 weiter ansteigt, ist die Schwankung des Drehmoments auf 75% reduziert bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 188°. Die Schwankung des Drehmoments ist auf einen Minimalwert von ca. 73% reduziert, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ungefähr 190 bis 195° ist. Nachdem der magnetische Polbesatzwinkel größer als ungefähr 195° geworden ist, steigt die Schwankung des Drehmoments an, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ansteigt, und wird 75% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel von 198°, 85% bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 202° und größer oder gleich 100% direkt in dem Bereich, in welchen der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 den Wert 210° übersteigt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 zu einander identisch sind, ist der Bereich von 180° < Θ1 ≤ 210° ein bevorzugter Bereich, der die Schwankung des Drehmoments reduziert. Der Bereich von 184° ≤ Θ1 ≤ 202° ist ein bevorzugter Bereich, in dem die Schwankung des Drehmoments auf 85% reduziert werden kann. Der Bereich von 188° ≤ Θ1 ≤ 198° ist ein weiter bevorzugter Bereich, der die Schwankung des Drehmoments auf 75% reduziert.
Demnach ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich von 180° < Θ1 < 210° auf einen Bereich von 188° ≤ Θ1 ≤ 198° bei einem Rotor 10B der zweiten Ausführugsform gesetzt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 identisch zu einander sind, ist die Schwankung des Drehmoments reduziert, während die Unterdrückung des Drehmoments abnimmt. Im Ergebnis wird die Rotationsleistung des Rotors 10B verbessert.
Die zweite Ausführungsform hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.

(5) In der zweiten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 210° für einen Motor M definiert, bei welchem das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 10B und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 auf 3n – 2:3n gesetzt ist (n ist eine gerade Nummer, die größer oder gleich 4 ist). Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 der hervorstehenden Pole 12a identisch sind, reduziert ein Motor M nach der zweiten Ausführungsform die Schwankung des Drehmoments, während die Unterdrückung des Drehmoments abnimmt (siehe 7) und verbessert die Rotationsleistung des Rotors 10B.
(6) In der zweiten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 184° ≤ Θ1 ≤ 202° gesetzt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a identisch zu einander sind, reduziert der Motor M nach der zweiten Ausführungsform die Schwankung des Drehmoments auf ungefähr 85% (siehe 7). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 10B.
(7) In der zweiten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 188° < Θ1 ≤ 198° eingestellt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, reduziert der Motor M nach der zweiten Ausführungsform die Schwankung des Drehmoments auf ca. 75% (siehe 7). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 10B.
(8) In der zweiten Ausführungsform ist der Abstand S1 zwischen einem Magneten 13 und einem hervorstehenden Pol 12a, die benachbart zu einander in Umfangsrichtung des Rotors 10 liegen, ausgebildet. Demnach wird auch der Vorteil (4) der ersten Ausführungsform erreicht.
(9) In der zweiten Ausführungsform ist die Beziehung zwischen den magnetischen Polbesatzwinkeln (elektrische Winkel) Θ1 und Θ2 sowie die Abweichung der magnetischen Polschaltposition in 8 gezeigt. 8 zeigt die Beziehung des magnetischen Polbesatzwinkels Θ1 des Magneten 13 und die Abweichung von der magnetischen Polschaltposition. Wie voranstehend beschrieben, wird die Abweichung der magnetischen Polschaltposition 0° bei Θ1 = 198°, wobei die Größe des magnetischen Polbereichs des Magneten 13 und die Größe des magnetischen Polbereichs des hervorstehenden Pols 12a, die tatsächlich an der Oberfläche des Rotors 10B auftauchen, identisch zu einander werden. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 kleiner als 198° wird, steigt die Abweichung der magnetischen Polschaltposition graduell in negativer Richtung an. Dies zeigt, dass der magnetische Polbereich des Magneten 13, der tatsächlich an der Oberfläche des Rotors 10B auftaucht, in Umfangsrichtung klein ist. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 von 180° weiter ansteigt, steigt die Abweichung der magnetischen Polschaltposition in positiver Richtung graduell an. Dies zeigt, dass der magnetische Polbereich des Magneten 13, der tatsächlich an der Oberfläche des Rotors 10B auftaucht, in Umfangsrichtung groß ist.

Für den Fall, wenn die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 des Magneten 13 und des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, ist die Abweichung der magnetischen Polschaltposition des Magneten 13, die tatsächlich auf der Oberfläche des Rotors 10B auftaucht, minus 7°. Die Abweichung der magnetischen Polschaltposition ist also kleiner als plus/minus 7°, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in dem einen Bereich von 180° < Θ1 < 220° liegt. Dieser Bereich ist ein bevorzugter Bereich, da das Maximum des magnetischen Polbereichs des Magneten 13 und das Maximum des magnetischen Polbereichs des hervorstehenden Pols 12a, die tatsächlich an der Oberfläche des Rotors 10B auftauchen, identisch oder im Wesentlichen identisch in Umfangsrichtung werden.
Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, dient die voranstehende Ausführung für den magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 dazu, den Motor M magnetisch zu stabilisieren und verbessert die Rotationsleistung des Rotors 10B.
Die zweite Ausführungsform kann, wie nachfolgend beschrieben, modifiziert werden.
In der zweiten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 188° ≤ Θ1 ≤ 198° definiert, kann aber auch in einem breiteren Bereich von 184° < Θ1 < 202° oder sogar in einem noch weiteren Bereich von 180° < Θ1 ≤ 210° gesetzt sein.
In der zweiten Ausführungsform ist das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 des magnetischen Polbereichs des Rotors 10B und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 auf 10:12 eingestellt, also 3n – 2:3n (wobei n 4 ist). Jedoch kann der Wert „n” auch auf eine andere Zahl geändert werden, die größer oder gleich 4 ist, wenn dies notwendig ist. Das Verhältnis x1:x2 für die Anzahl x1 des magnetischen Polbereichs des Rotors 10B und die Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 kann auf 3n – 1:3n eingestellt sein (wobei n eine ungerade Zahl größer oder gleich 3 ist), zum Beispiel auf ein Verhältnis x1:x2 von 8:9 oder von 11:12.
Die numerischen Bereiche in der zweiten Ausführungsform können geändert werden, wenn dies im Zusammenhang mit der Situation oder Ähnlichem erforderlich wird.
[dritte Ausführungsform]
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 9 bis 11 erläutert.
Bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich die Anzahl der magnetischen Polbereiche des Rotors von der in der ersten Ausführungsform. Demnach werden die gleichen Bezugszeichen für derartige Komponenten verwendet, die identisch sind mit den korrespondierenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht mehr im Detail beschrieben.
Wie in den 9 und 10 dargestellt, nützt ein Motor M nach der dritten Ausführungsform einen Rotor 10C aufweisend sieben N-Pole in Form von Magneten 13, welche entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und sieben hervorstehende Pole 12a, welche zwischen jeweils zwei benachbarten Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-pole. In anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10C um einen sogenannten Folgepoltyp mit vierzehn magnetischen Polbereichen. Der Stator 20 weist zwölf Zähne 21a in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform auf. Daher ist bei dem bürstenlosen Motor M nach der dritten Ausführungsform das Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche des Rotors 10C und der Anzahl x2 der Nuten (Anzahl der Zähne) des Stators 20 auf 14:12, also auf 3n + 2:3n (wobei n gleich 4 ist) eingestellt.
11 zeigt die Schwankung des Drehmoments und das Drehmoment, wenn die Länge in Umfangsrichtung der Magneten 13 und der hervorstehenden Pole 12a geändert werden, also wenn die magnetischen Polbesatzwinkel (elektrische Winkel) Θ1 und Θ2, die Startpunkte und die Endpunkte, welche die Mittelpunkte der Abstände S1 zwischen den Magneten 13 und den hervorstehenden 12a sind, geändert werden. In 11 ist die Schwankung des Drehmoments als durchgezogene Linie und das Drehmoment als gestrichelte Linie dargestellt.
In 11 ist das Maximum des Drehmoments als 100% definiert, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 180° beträgt, also wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind. Das Drehmoment wird geringer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° ist. Das Drehmoment überschreitet 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° und 210° ist.
In 11 ist das Maximum der Schwankung des Drehmomets als 100% definiert, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 bei 180° liegt. Die Schwankung des Drehmoments wird größer als 100%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 kleiner als 180° wird. Wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 auf einen Wert größer als 180° ansteigt, wird die Schwankung des Drehmoments auf 98° reduziert bei einem magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 von 182°. Die Schwankung des Drehmoments ist auf ca. 96% reduziert (in der Nähe des minimalen Wertes), wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 zwischen 185° und 195° liegt. Sobald der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 195° übersteigt, steigt auch die Schwankung des Drehmoments an sowie der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ansteigt und wird zu 98%, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 ungefähr 197° beträgt. Die Schwankung des Drehmoments wird größer oder gleich 100% genau dann, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 den Wert 200° übersteigt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 zu einander identisch sind, ist die Schwankung des Drehmoments reduziert, wenn der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 200° liegt, wobei die Schwankung des Drehmoments auf 98% in einem Bereich von 182° ≤ Θ1 ≤ 197° reduziert ist und wobei die Schwankung des Drehmoments auf ca. 96% in einem Bereich von 185° ≤ Θ1 ≤ 195° reduziert ist.
Demnach ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 200° auf einen Bereich von 185° ≤ Θ1 ≤ 195° in einem Rotor 10C gemäß der dritten Ausführungsform definiert. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher die magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 zu einander identisch sind, ist die Schwankung des Drehmoments reduziert, während eine Unterdrückung des Drehmoments abnimmt. Im Ergebnis wird die Rotationsleistung des Rotors 100 verbessert.
Die dritte Ausführungsform hat die Vorteile, wie nachfolgend erläutert.

(10) In der dritten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 180° < Θ1 ≤ 200° für einen Motor M eingestellt, bei welchem das Verhältnis x1 zu x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 10C und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 auf 3n + 2 zu 3n (wobei n eine gerade Zahl ist) eingestellt ist. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 der hervorstehenden Pole 12a zu einander identisch sind, reduziert sich bei einem Motor M der dritten Ausführungsform die Drehmomentschwankung, während unterdrückendes Drehmoment reduziert wird (siehe 11). Dies verbessert die Rotationsleistung des Rotors 10C.
(11) In der dritten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 182° < Θ1 ≤ 197° eingestellt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, wird bei einem Motor M der dritten Ausführungsform die Schwankung des Drehmoments auf ca. 98% reduziert (siehe 11). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 10C.
(12) In einer dritten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 185° < Θ1 ≤ 195° eingestellt. Im Vergleich zu einer Struktur, bei welcher der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 des hervorstehenden Pols 12a zu einander identisch sind, wird bei einem Motor M der dritten Ausführungsform die Schwankung des Drehmoments auf ca. 96% reduziert (siehe 11). Dies verbessert weiter die Rotationsleistung des Rotors 100.
(13) In einer dritten Ausführungsform ist der Abstand S1 zwischen einem Magneten 13 und einem hervorstehenden Pol 12a, welche benachbart zu einander in Umfangsrichtung des Rotors 100 liegen, ausgebildet. Demnach wird der Vorteil (4) der ersten Ausführungsform ebenfalls erreicht. Die dritte Ausführungsform kann, wie nachfolgend beschrieben, modifiziert werden.

In der dritten Ausführungsform ist der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 des Magneten 13 in einem Bereich von 185° ≤ Θ1 ≤ 195° eingestellt, kann jedoch auch in einem weiteren Bereich von 182° ≤ Θ1 ≤ 197° oder sogar in einem noch weiteren Bereich von 180° < Θ1 ≤ 200° eingestellt sein.
In der dritten Ausführungsform ist das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 100 und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 auf 14 zu 12, also auf 3n + 2:3n (wobei n gleich 4 ist) eingestellt. Jedoch kann der Wert „n” auch auf eine andere gerade Anzahl geändert werden, wenn dies erforderlich ist. Das Verhältnis x1:x2 der Anzahl x1 der magnetischen Polbereiche des Rotors 100 und der Anzahl x2 der Nuten des Stators 20 können auf 3n + 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist) eingestellt werden, also zum Beispiel auf ein Verhältnis x1:x2 von 4:3 oder 7:6.
Die nummerischen Bereiche der dritten Ausführungsform können in Zusammenhang mit der Situation oder Ähnlichem, sofern notwendig, verändert werden. Die erste, zweite und dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Strukturen der vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten Ausführungsformen aufweisen, die nun erläutert werden.
[vierte Ausführungsform]
Eine vierte Ausführungsform wird nun anhand der 12 bis 16 erläutert. Die gleichen Bezugszeichen wurden für solche Komponenten verwendet, die mit den gleichen korrespondierenden Komponenten der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Wie in 12 und 13 gezeigt ist, verwendet ein Motor M der vierten Ausführungsform einen Rotor 10D, aufweisend sieben N-pole der Magneten 13, welche entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und sieben hervorstehende Pole 12a, welche zwischen jeweils zwei Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-pole. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10D um einen sogenannten Folgepoltypen, welcher vierzehn magnetische Polbereiche aufweist. Der Stator 20 weist zwölf Zähne 21a in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform auf.
Die Länge in Umfangsrichtung der hervorstehenden Pole 12a ist etwas kleiner als die Länge in Umfangsrichtung der Magneten 13, und zwar um einen Wert, der mit dem Abstand S1 korrespondiert.
Inder vierten Ausführungsform ist die äußere Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a in radialer Richtung relativ zu der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 nach außen angeordnet. Mit anderen Worten ist eine radiale Distanz B zwischen dem hervorstehenden Pol 12a und dem Stator 20b geringer als eine radiale Distanz A zwischen dem Magneten 13 und dem Stator 20 in dem Abstand S2 zwischen dem Stator 20 (distale Oberfläche der Zähne 21a) und dem Rotor 10D. Jede der radialen Distanzen B und A ist konstant in Umfangsrichtung. Demnach ist die radiale Distanz A die kürzeste radiale Distanz an jedem Ort in Umfangsrichtung korrespondierend zu dem Magneten 13 und die radiale Distanz B die kürzeste radiale Distanz an jedem Ort in Umfangsrichtung korrespondierend zu dem Magneten 13.
14 zeigt die Variation der Radialkraft, die von den Zähnen 21a aufgenommen wird, wenn das Verhältnis B:A der Abstandsdistanzen B und A verändert wird. 15 zeigt das Drehmoment und 16 die Drehmomentschwankung.
14 zeigt die Variation der Radialkraft, die von einem einzelnen Zahn 21 aufgenommen wird, wenn das Verhältnis auf B:A gleich 1, B:A gleich 0,65 und B:A gleich 0,3 geändert wird. Für B:A gleich 1 ist der Unterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Radialkraft groß und die Variation beliebig. Für B:A gleich 0,65 ist der Unterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert klein und die Variation leicht stabilisiert. Für B:A gleich 0,3 wird der Unterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert geringer und die Variation stabilisiert sich in gleichem Maße.
15 zeigt das Drehmoment des Motors M, wenn das Verhältnis B:A verändert wird. Das Maximum des Drehmoments ist als 100% definiert, wenn die Beziehung B:A gleich 1 erfüllt ist, also wenn die radialen Distanzen B und A der hervorstehenden Pole 12a und der Magneten 13 zu einander identisch sind. In 15 steigt das Drehmoment im Wesentlichen in konstanter Weise an, sobald das Verhältnis B:A kleiner wird (sobald die hervorstehenden Pole 12a relativ über die Magneten 13 hinausragen). Das Drehmoment steigt auf ca. 110%, wenn das Verhältnis B:A gleich 0,3 erfüllt ist.
16 zeigt die Schwankung des Drehmoments, wenn das Verhältnis B:A verändert wird. Das Maximum der Schwankung des Drehmoments ist als 100% definiert, wenn das Verhältnis B:A gleich 1 erfüllt ist. Die Schwankung des Drehmoments steigt an, sobald das Verhältnis B:A geringer wird. In diesem Fall wird die Variationsrate der Schwankung des Drehmoments etwas größer, wenn das Verhältnis B:A von 0,6 auf 0,3 geändert wird, als wenn das Verhältnis B:A von 1 auf 0,6 geändert wird, und die Variationsrate der Schwankung des Drehmoments steigt ab einem Verhältnis B:A gleich 0,3 plötzlich an.
Demnach ist das Verhältnis B:A der radialen Distanzen B und A in einem Bereich von 0,3 ≤ B:A < 1 für einen Rotor 10D nach der vierten Ausführungsform eingestellt. Nach der vierten Ausführungsform sind also die radialen Distanzen B und A jeweils optimiert, um in angepasster Weise die Spaltpermanenz auf der Seite des hervorstehenden Pols 12a zu erhöhen und die Intensität des magnetischen Felds, welches auf den Stator 20 wirkt, zu erhöhen. Dies erhöht das Motordrehmoment, während ein Ansteigen der Schwankung des Drehmoments (Drehmomentpulsation) unterdrückt wird. Dadurch wird die Rotationsleistung des Rotors 10D verbessert.
Die vierte Ausführungsform hat die Vorteile, wie nachfolgend beschrieben.

(14) In der vierten Ausführungsform ist das Verhältnis B:A der radialen Distanz A und der radialen Distanz B auf einen Bereich von 0,3 ≤ B:A < 1 eingestellt. Dies erhöht das Motordrehmoment, während ein Anstieg der Schwankung des Drehmoments unterdrückt wird (siehe 15 und 16) und verbessert die Rotationsleistung des Rotors 10D. Auf diese Weise ist die Rotationsleistung des Motors M verbessert.
(15) In der vierten Ausführungsform ist die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13 relativ zu der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a nach innen angeordnet. Dies ermöglicht die Anbringung einer Abdeckung zur Verhinderung von einer Streuung des Magneten 13 durch die Nutzung des Freiraums, der durch die nach innen gerichtete Anordnung entsteht. Daher ist ein hervorstehender Pol 12a, welcher nicht abgedeckt werden muss, näher am Stator 20 in einem Abstand angeordnet, welcher mit der Dicke der Abdeckung korrespondiert. Dies vergrößert das Motordrehmoment.

[fünfte Ausführungsform]
Eine fünfte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 17 und 18 beschrieben.
Wie in 17 dargestellt, ist bei einem Rotor 10D der fünften Ausführungsform die äußere Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a mit einer größeren Krümmung versehen als die äußere Oberfläche 12c gemäß der vierten Ausführungsform. Die Krümmung ist konstant über die gesamte äußere Oberfläche 12c. Demnach erstreckt sich der zentrale Bereich in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c in radialer Richtung relativ zu den beiden Enden in Umfangsrichtung nach außen. Insbesondere im Bezug auf einen Umfang mit im Wesentlichen gleicher Krümmung wie der Umfang, der die distale Oberfläche der Zähne 21a des Stators 20 verbindet und den zentralen Bereich in Umfangsrichtung eines jeden hervorstehenden Pols 12a passiert, oder der am äußersten gelegene Bereich in Umfangsrichtung eines jeden hervorstehenden Pols 12a, definiert einen Referenzumfang C1, wobei der hervorstehende Pol 12a weiter von dem Referenzumfang C1 beabstandet ist und wobei die Enden in Umfangsrichtung des hervorstehenden Pols 12a näher heran rücken.
Mit Bezug auf die äußere Oberfläche 12c ist die radiale Distanz (kürzeste radiale Distanz) zwischen dem Zentralbereich in Umfangsrichtung des Stators 20 (distale Oberfläche der Zähne 21a) durch B repräsentiert, und die radiale Distanz zwischen den Enden in Umfangsrichtung der Stators 20 durch C repräsentiert. In diesem Fall ist die radiale Kraftpulsation, die von den Zähnen 21a aufgenommen wird, wenn das Verhältnis C:B geändert wird, in 18 dargestellt.
18 zeigt das Maximum der radialen Kraftpulsation, wenn das Verhältnis C:B geändert wird. Wenn die Bedingung C:B gleich 1 erfüllt ist und die radialen Distanzen B und C zu einander identisch sind, also wenn der zentrale Bereich in Umfangsrichtung und die in Umfangsrichtung gesehenen Enden beide auf dem Referenzumfang C1 angeordnet sind, ist das Maximum der radialen Kraftpulsation 100%. Sobald das Verhältnis C:B ansteigt, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a ansteigt, variiert die radiale Kraftpulsation in einer Weise, dass sie abnimmt und dann wieder ansteigt, sobald die Enden in Umfangsrichtung relativ weit vom Stator 20 entfernt sind. Die radiale Kraftpulsation nimmt drastisch ab, sobald das Verhältnis C:B zwischen 1 und 2 liegt, aber ist immer noch 80% und größer, wenn das Verhältnis C:B gleich 2 ist. Die Radiale Kraftpulsation variiert relativ stabil von 80% bis 75%, wenn das Verhältnis C:B zwischen 2 und 5 liegt. Die radiale Kraftpulsation nimmt leicht von 80% auf 75% ab, wenn das Verhältnis C:B zwischen 2 und 3 ist und die radiale Kraftpulsation steigt von 75% auf 80% an, wenn das Verhältnis C:B zwischen 3 und 5 liegt. Nachdem das Verhältnis C:B auf 5 angestiegen ist, steigt die radiale Kraftpulsation leicht von 80% in der gleichen Weise an, wie wenn das Verhältnis C:B zwischen 3 und 5 liegt.
Demnach ist das Verhältnis C:B der radialen Distanzen B und C in einem Bereich von 2 ≤ C:B ≤ 5 für einen Rotor 10D gemäß der fünften Ausführungsform eingestellt. In der fünften Ausführungsform ist die radiale Kraftpulsation demnach unterdrückt und kleiner oder gleich ca. 80%. Dies verringert die Radialkraft, die vom Stator 20 aufgenommen werden muss und reduziert Vibrationen des Motors M.
Die fünfte Ausführungsform hat die nachfolgend erläuterten Vorteile.

(16) In der fünften Ausführungsform ist das Verhältnis C:B in einem Bereich von 2 ≤ C:B ≤ 5 eingestellt. Dies verringert die Pulsation der Radialkräfte, die vom Stator 20 aufgenommen werden (siehe 18) und reduziert die Vibration des Motors M.

Die vierte und die fünfte Ausführungsform können wie folgt modifiziert werden.
Die nummerischen Bereiche der vierten und fünften Ausführungsform können in Zusammenhang mit der Situation oder Ähnlichem geändert werden, sofern dies notwendig ist. In der fünften Ausführungsform weist die gekrümmte Form der äußeren Oberfläche 12c eine konstante Krümmung auf. Jedoch kann die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c auch teilweise geändert werden. Darüber hinaus kann die Form der äußeren Oberfläche 12c zu einer linearen Form geändert werden. Weiter können nur die Kanten der hervorstehenden Pole 12a abgerundet oder abgeschrägt sein.
Die Strukturen der vierten und fünften Ausführungsform sind auf einen Rotor 10D angewendet, der vierzehn magnetische Polbereiche aufweist, welche von sieben hervorstehenden Polen 12a und sieben Magneten 13 ausgebildet sind. Jedoch kann die Anzahl der magnetischen Polbereiche auch je nach Notwendigkeit verändert werden, und die Anzahl der magnetischen Polbereiche auf der Statorseite entsprechend angepasst werden.
[sechste Ausführungsform]
Eine sechste Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 19 bis 23 beschrieben. Gleiche Bezugszeichen sind für derartige Komponenten verwendet, die mit den gleichen Komponenten der ersten Ausführungsform korrespondieren. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
19 und 20 zeigen einen Rotor 10E einer sechsten Ausführungsform. Der Rotor 10E weist sieben N-pole als Magneten 13 auf, die entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und weist weiter hervorstehende Pole 12a auf, welche zwischen benachbart gelegenen Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-pole. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10E um einen sogenannten Folgepoltyp, der vierzehn magnetische Polbereiche hat.
Der Magnet 13 hat eine Länge in Umfangsrichtung, die etwas länger ist als die der hervorstehenden Pole 12a. Der Magnet 13 hat eine gekrümmte Form und eine Dicke (Dimension in radialer Richtung), die konstant in Umfangsrichtung ist. Demnach sind die innere Oberfläche 13a und die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13 parallel zu einander.
Die Befestigungsoberfläche 12b des Rotorkerns 12, an welcher die innere Oberfläche 13a des Magneten 13 befestigt ist, hat eine gekrümmte Form, die mit der inneren Oberfläche 13a konform geht. Ein Abstand (der Spalt in Umfangsrichtung) S ist zwischen einem Magneten 13 und einem hervorstehenden Pol 12a ausgebildet, die zu einander in Umfangsrichtung benachbart gelegen sind. In gleicher Weise wie in der zweiten Ausführungsform ist der Abstand S zwischen der inneren Oberfläche 13a des Magneten 13 und dem hervorstehenden Pol 12a derart eingestellt, dass er ein- bis zweimal größer ist als der Abstand zwischen dem Rotor 10E und dem Stator.
Der hervorstehende Pol 12a weist einen zentralen Bereich in Umfangsrichtung und zwei Enden in Umfangsrichtung auf. Im Bezug auf einen Referenzumfang C1, der die inneren Oberflächen 13a der Magneten 13 verbindet, hat der zentrale Bereich in Umfangsrichtung eine große hervorstehende Länge und die beiden Enden in Umfangsrichtung eine hervorstehende Länge, die kleiner ist als im zentralen Bereich in Umfangsrichtung. Weiter ist der hervorstehende Pol 12a in Umfangsrichtung symmetrisch geformt. Mit anderen Worten nimmt die hervorstehende Länge von dem zentralen Bereich in Umfangsrichtung zu den beiden Enden in Umfangsrichtung ab. Der zentrale Bereich in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a, also zumindest ein Teil der äußeren Oberfläche 12c, liegt entlang eines Referenzumfangs C2, der die äußeren Oberflächen 13b der Magneten 13 verbindet. Weiter sind die Enden in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c vom Referenzumfang C2 radial nach innen gerichtet angeordnet. Demnach hat die äußere Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a eine Krümmung, die größer ist als die Krümmung des Referenzumfangs Θ2, welche die äußeren Oberflächen 13b der Magneten 13 verbindet und hat damit einen Krümmungsradius, der kleiner ist als der Krümmungsradius des Referenzumfangs C2. Damit ist die äußere Oberfläche 12c leicht von dem Stator beabstandet, wenn die Enden in Umfangsrichtung sich dem zentralen Bereich annähern.
Im vorliegenden Fall sind der Radius des Referenzumfangs C2, der die äußeren Oberflächen 13b jedes Magneten verbindet, als R und der Radius der äußeren Oberflächen 12c eines jeden hervorstehenden Pols 12a als r1 bezeichnet. In diesem Fall wird, wenn das Verhältnis r1:R verändert wird, die Variation der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche des Rotors 10E in 21 dargestellt, das Drehmoment in 22 dargestellt und die Schwankung des Drehmoments in 23 dargestellt.
21 zeigt die Variation der magnetischen Flussdichte, wenn das Verhältnis auf r1:R gleich 0,5 und r1:R gleich 0,3 geändert wird. Die Variation der magnetischen Flussdichte in der magnetischen Polzone des Magneten 13 ist klein, sogar wenn das Verhältnis von r1:R verändert wird, und die Variation der magnetischen Flussdichte bildet eine im Wesentlichen trapezförmige glatte Kurve. Im Kontrast dazu unterscheidet sich die Variation der magnetischen Flussdichte der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a stark in Abhängigkeit von dem Verhältnis r1:R. Wenn das Verhältnis r1:R gleich 1 ist, also wenn die äußere Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a die gleiche Krümmung aufweist wie der Referenzumfang C2, der die äußeren Oberflächen 13b der Magneten 13 verbindet, variiert die magnetische Flussdichte in der Nähe der Enden der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a, die hervorstehen, stark, und der Abfall in der magnetischen Flussdichte ist stark in der Nähe der Mitte der magnetischen Polzone. Wenn das Verhältnis kleiner wird, zum Beispiel wenn das Verhältnis r1:R gleich 0,5 oder r1:R 0,3 ist, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a größer als die des Referenzumfangs C2 wird, vergrößert sich der Abstand zwischen den Enden in Umfangsrichtung der hervorstehenden Pole 12a und dem Stator. Auf diese Weise ist die Variationsrate des Hervorstehens der magnetischen Flussdichte in der Nähe der Enden der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a klein und die Abfallrate der magnetischen Flussdichte in der Nähe der Mitte der magnetischen Polzone wird gering.
22 zeigt das Drehmoment des Motors, wenn das Verhältnis r1:R verändert wird. Das Maximum des Drehmoments ist als 100% definiert, wenn das Verhältnis r1:R. gleich 1 ist, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a nicht verändert wird. Das Drehmoment wird klein, wenn auch gering, wenn das Verhältnis r1:R abnimmt (also die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a größer als die des Referenzumfangs C2 wird). Das Drehmoment nimmt ab, bis es ca. 98,5% erreicht, wenn das Verhältnis r1:R gleich 0,2 ist, und der Betrag des Abnehmens wird größer, wenn auch gering, wenn das Verhältnis r1:R gleich 0,2 ist.
23 zeigt die Schwankung des Drehmoments, wenn das Verhältnis r1:R verändert wird. Das Maximum der Schwankung des Drehmoments ist als 100% definiert, wenn die Bedingung r1:R gleich 1 erfüllt ist, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a nicht verändert wird. Die Schwankung des Drehmoments reduziert sich in ausreichendem Maße, wenn das Verhältnis r1:R reduziert wird. Die Schwankung des Drehmoments reduziert sich um einen relativ kleinen Betrag, bis sie ca. 95% erreicht, wenn das Verhältnis r1:R gleich 0,8 ist. Jedoch wird der Betrag der Reduktion größer ab einem Verhältnis von r1:R gleich 0,8 und die Schwankung des Drehmoments reduziert sich auf ca. 55%, wenn das Verhältnis r1:R gleich 0,3 ist. Der Betrag der Abnahme der Schwankung des Drehmoments steigt weiter an, sobald das Verhältnis r1:R den Wert 0,3 beträgt. Die Schwankung des Drehmoments ist teilweise stark reduziert ab einem Verhältnis r1:R von 0,8. Dies reduziert weiter die Drehmomentpulsation.
Demnach ist bei einem Rotor 10E gemäß der sechsten Ausführungsform die Krümmung der größeren Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a derart eingestellt, dass das Verhältnis r1:R in einem Bereich von 0,2 ≤ r1:R ≤ 0,8 liegt. Demnach ist bei der sechsten Ausführungsform die Anordnung des Abstands S zwischen dem Magneten 13 und den hervorstehenden Polen 12a derart, dass plötzliche Variationen der magnetischen Flussdichte in der Oberfläche des Rotors 10E unterdrückt werden. Zusätzlich wird plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche weiter reduziert, während die Drehmomentabnahme minimiert und die Drehmomentpulsation weiter reduziert wird.
Der Rotor 10E gemäß der sechsten Ausführungsform ist für einen Motor des Typs mit innen liegendem Rotor verwendet. Demnach ist der Bereich der äußeren Oberflächen 12c und 13b der hervorstehenden Pole 12a und der Magneten 13, also der Bereich der Oberfläche der gegenüber des Stators liegt, größer als die innere Oberfläche. Weiter erstreckt sich der magnetische Pfad von dem Magneten 13 durch den Rotorkern 12 und weiter auf den hervorstehenden Pol 12a und ist auf diese Weise verkürzt, was zu magnetischem Verlust führt. Daher, sogar wenn die Größe des gesamten Motors gleich dem eines Motortyps mit äußerem Rotor ist, ist die magnetische Flussdichte, die im Stator gebildet wird, vergrößert und ein höheres Drehmoment erzielbar im Vergleich zu einem Motor mit außen liegendem Rotor, bei welchem die innere Oberfläche des Rotorkerns gegenüber des Stators liegt.
Die sechste Ausführungsform hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.

(17) In der sechsten Ausführungsform weist der hervorstehende Pol 12a eine äußere Oberfläche (Oberfläche 12c) auf, welche eine gekrümmte Form mit einer konstanten Krümmung aufweist. Das Verhältnis r1:R des Radius r1 der äußeren Oberfläche 12c und des Radius R eines Referenzumfangs C2 ist in einem Bereich von 0,2 ≤ r1:R ≤ 0,8 eingestellt. In diesem Bereich sind die Enden in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a leicht nach innen distanziert in radialer Richtung in einer gekrümmten Weise bezüglich des Referenzumfangs C2.

Dies vergrößert den Abstand vom Stator, wenn die Enden der hervorstehenden Pole 12a in Umfangsrichtung näher zusammen kommen. Die Projektion der magnetischen Flussdichte in der Nähe der magnetischen Polzone der hervorstehenden Pole 12a nimmt daher ab, und die Abfallrate der magnetischen Flussdichte in der Nähe der Mitte der magnetischen Polzone nimmt ebenfalls ab. Im Ergebnis wird zusätzlich zu der Anordnung des Abstands S zwischen dem Magneten 13 und dem hervorstehenden Pol 12a, die plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte des Rotors 10E unterdrückt, plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche weiter reduziert und Drehmomentpulsation weiter reduziert. Das Verhältnis r1:R des Radius r1 der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a und des Radius R des Referenzumfangs C2 ist in einem Bereich von 0,2 ≤ r1:R ≤ 0,8 eingestellt. Damit wird die Drehmomentschwankung weiter reduziert, während Drehmomentabfall des Motors unterdrückt wird und Drehmomentpulsation weiter reduziert wird (siehe 22 und 23). Dies vergrößert die Motorleistung und reduziert die Motorvibration.
[siebte Ausführungsform]
Eine siebte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 24 bis 26 erläutert.
In der sechsten Ausführungsform ist die Krümmung der gesamten äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a optimiert. In der siebten Ausführungsform ist die Krümmung der abgerundeten Form der Kanten 12d an jedem der Enden in Umfangsrichtung der hervorstehenden Pole 12a optimiert, wie dies in 24 gezeigt ist. Insbesondere weist dabei die äußere Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a eine größere Distanz von dem Stator auf, wenn die Enden in Umfangsrichtung dem zentralen Bereich näher kommen.
Im vorliegenden Fall ist der Radius der Kante 12d des hervorstehenden Pols 12a durch r2 ausgedrückt, und die hervorstehende Länge des hervorstehenden Pols 12a von dem Referenzumfang C1, der die inneren Oberflächen 13a der Magneten 13 verbindet, durch das Bezugszeichen h ausgedrückt. In diesem Fall das Verhältnis r2:h verändert wird, ist das Drehmoment des Rotors 10E in 25 dargestellt und die Schwankung des Drehmoments in 26 dargestellt.
25 zeigt das Drehmoment des Motors, wenn das Verhältnis r2:h verändert wird. Das Maximum des Drehmoments des Motors ist definiert als 100%, wenn das Verhältnis r2:h gleich 0 ist, also wenn die Kanten 12d nicht abgerundet sind. Das Drehmoment nimmt graduell zu, wenn das Verhältnis r2:h zunimmt und wird maximal, wenn das Verhältnis r2:h ungefähr 0,6 beträgt und nimmt anschließend graduell ab. Nachdem das Drehmoment weniger als 100% geworden ist, wenn das Verhältnis r2:h ungefähr 0,9 beträgt, nimmt das Drehmoment weiter ab, bis das Verhältnis r2:h den Wert 1 erreicht.
26 zeigt die Schwankung des Drehmoments, wenn das Verhältnis r2:h verändert wird. Das Maximum der Schwankung des Drehmoments ist als 100% definiert, wenn r2:h gleich 0 ist, also wenn die Kante 12d des hervorstehenden Pols 12a nicht abgerundet ist. Die Schwankung des Drehmoments nimmt zu, wenn auch gering, wenn das Verhältnis r2:h 0,2 erreicht, und wird weniger als 100% nachdem das Verhältnis r2:h 0,2 erreicht hat. Die Schwankung des Drehmoments wird kleiner als 50%, wenn das Verhältnis r2:h ungefähr 0,8 erreicht, und variiert leicht, wenn das Verhältnis r2:h 0,9 erreicht.
Demnach sind die hervorstehende Länge h der hervorstehenden Pole 12a und der Radius r2 der Kante 12d des Rotors 10E gemäß der siebten Ausführungsform derart eingestellt, dass das Verhältnis r2:h in einem Bereich von 0,2 ≤ r2:h ≤ 0,9 ist. Im Ergebnis ist bei der siebten Ausführungsform plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte weiter unterdrückt, ohne dass das Drehmoment des Motors möglicherweise reduziert wird, und die Drehmomentpulsation ist weiter reduziert.
Die siebte Ausführungsform hat die Vorteile, die nachfolgend beschrieben werden.

(18) In der siebten Ausführungsform sind die Kanten 12d an den Enden in Umfangsrichtung der hervorstehenden Pole 12a angeordnet und abgerundet, und das Verhältnis r2:h des Radius r2 der Kanten 12d und die hervorstehende Länge h der hervorstehenden Pole 12a ist dann in einem Bereich von 0,2 ≤ r2:h ≤ 0,9 eingestellt. Auf diese Weise ist, wenn der hervorstehende Pol 12a derart ausgebildet ist, dass das Verhältnis r2:h in diesem Bereich liegt, sind die beiden Enden in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a leicht nach innen in radialer Richtung und in einer gekrümmten Weise von dem Referenzumfang C2 beabstandet. In gleicher Weise wie die Vorteile der sechsten Ausführungsform wird demnach plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte des Rotors 10E weiter unterdrückt und Drehmomentpulsation weiter reduziert. Weiter ist das Verhältnis r2:h in einem Bereich von 0,2 ≤ r2:h ≤ 0,9 eingestellt. Damit ist die Schwankung des Drehmoments weiter reduziert, während eine Reduktion des Motordrehmoments unterdrückt wird, und Drehmomentpulsation ist weiter reduziert (siehe 25 und 26). Dies vergrößert die Motorausgabeleistung und reduziert die Motorvibration.

[achte Ausführungsform]
Eine achte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 27 bis 31 beschrieben.
In der sechsten und siebten Ausführungsform sind die Krümmungen der äußeren Oberflächen 12c und der Kanten 12d der hervorstehenden Pole 12a optimiert. In der siebten Ausführungsform ist die Krümmung der äußeren Oberfläche 13b und des Magneten 13 optimiert, wie dies in den 27 und 28 dargestellt ist. Insbesondere liegt der zentrale Bereich in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13, also zumindest ein Teil der äußeren Oberfläche 13b, entlang eines Referenzumfangs C2, der die äußeren Oberflächen 12c der hervorstehenden Pole 12a verbindet. Die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13 ist weiter vom Stator von dem zentralen Bereich in Umfangsrichtung in Richtung der Enden beabstandet.
Wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 13b eines jeden Magneten 13 geändert wird, ist der Radius der äußeren Oberfläche 13b durch r3 bezeichnet. Wenn die Krümmung nicht geändert wird, ist der Radius der äußeren Oberfläche 13b, also des Referenzumfangs C2, der die äußeren Oberflächen 13b der hervorstehenden Pole 12a verbindet, durch das Bezugszeichen R repräsentiert. Wenn das Verhältnis r3:R des Radius r3 und des Radius R verändert wird, ist die Variation der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche des Rotors 10E in 29 dargestellt, das Drehmoment in 30 dargestellt und die Drehmomentschwankung in 31 dargestellt. Die äußere Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a liegt entlang des Referenzumfangs C2 (r1:R gleich 1).
29 zeigt die Variation der magnetischen Flussdichte, wenn das Verhältnis r3:R von 1 auf 0,6 verändert wird. Die magnetische Flussdichte in der magnetischen Polzone des Magneten 13 verändert sich im Wesentlichen zu einer trapezförmigen Form, wenn das Verhältnis r3:R 1 ist, aber ändert sich zu einer im Wesentlichen sinusförmigen Form, wenn das Verhältnis r3:R 0,6 beträgt. Weiter ist, mit Bezug auf die magnetische Flussdichte in der magnetischen Polzone des hervorstehenden Pols 12a, plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte verbessert, wenn das Verhältnis r3:R 0,6 beträgt, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 größer ist als die Krümmung des Referenzumfangs C2, als wenn das Verhältnis r3:R den Wert 1 beträgt, also wenn die Krümmung der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 identisch ist mit der Krümmung des Referenzumfangs C2.
30 zeigt das Drehmoment des Motors, wenn das Verhältnis r3:R verändert wird. Wenn das Maximum des Drehmoments als 100% definiert ist, wenn das Verhältnis r3:R 1 beträgt, reduziert sich das Drehmoment, wenn das Verhältnis r3:R abnimmt. Das Drehmoment nimmt ab mit einem relativ kleinen Betrag, bis das Verhältnis r:R 0,4 erreicht und nimmt mit großem Betrag ab, nachdem das Verhältnis r3:R 0,4 erreicht hat. 31 zeigt die Schwankung des Drehmoments, wenn das Verhältnis r3:R verändert wird. Wenn das Maximum der Schwankung des Drehmoments als 100% definiert ist, wenn das Verhältnis r3:R 1 beträgt, nimmt die Schwankung des Drehmoments ab, wenn das Verhältnis r3:R abnimmt. Die Schwankung des Drehmoments ist dabei um einen relativ kleinen Betrag reduziert, bis das Verhältnis r3:R 0,8 erreicht, an welchem die Schwankung des Drehmoments ungefähr 80% beträgt. Jedoch nimmt die Schwankung des Drehmoments um einen großen Betrag ab, ab dem Zeitpunkt ab welchem das Verhältnis r3:R 0,8 erreicht hat, und die Schwankung des Drehmoments reduziert sich auf 50%, wenn das Verhältnis r3:R den Betrag 0,6 erreicht. Die Schwankung des Drehmoments wird ausreichend klein ab einem Verhältnis r3:R gleich 0,6. Insbesondere nimmt die Schwankung des Drehmoments stark ab, wenn das Verhältnis r3:R 0,8 beträgt. Damit ist die Drehmomentpulsation weiter reduziert.
Demnach ist die Krümmung der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 bei einem Rotor 10E der achten Ausführungsform derart eingestellt, dass das Verhältnis r3:R in einem Bereich von 0,4 ≤ r3:R ≤ 0,8 liegt. Damit wird auch in einer achten Ausführungsform plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte weiter unterdrückt, ohne dass das Drehmoment des Motors so weit wie möglich reduziert wird, und Drehmomentpulsation wird ebenfalls weiter unterdrückt.
Die Vorteile der achten Ausführungsform sind nachfolgend erläutert.

(19) In der achten Ausführungsform hat der Magnet 13 eine gekrümmte Form, bei welcher die gesamte äußere Oberfläche (Oberfläche 13b) eine konstante Krümmung aufweist. Das Verhältnis r3:R des Radius r3 der äußeren Oberfläche 13b und des Radius R des Referenzumfangs C2 ist in einem Bereich eingestellt, von 0,4 ≤ r3:R ≤ 0,8. Damit ist der Magnet 13 derart ausgebildet, dass das Verhältnis r3:R in diesem Bereich liegt, so dass die beiden Enden in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 13b graduell in gekrümmter Weise von dem Referenzumfang C2 beabstandet sind. Damit wird in gleicher Weise wie die Vorteile der sechsten Ausführungsform plötzliche Variation der magnetischen Flussdichte des Rotors 10E weiter unterdrückt und die Drehmomentpulsation weiter reduziert. Da das Verhältnis r3:R in einem Bereich von 0,4 ≤ r3:R ≤ 0,8 eingestellt ist, ist die Schwankung des Drehmoments weiter reduziert, während Drehmomentabfall des Motors unterdrückt wird und Drehmomentpulsation weiter reduziert wird (siehe 30 und 31). Dies vergrößert die Motorleistung und reduziert die Motorvibration.

Die sechste bis achte Ausführungsform können wie folgt modifiziert werden.
Die nummerischen Bereiche der sechsten bis achten Ausführungsform können geändert werden, wenn dies in Zusammenhang mit der Situation oder Ähnlichem notwendig ist.
Die Krümmung der gesamten äußeren Oberfläche 12c der hervorstehenden Pole 12a ist bei der sechsten Ausführungsform optimiert. Die Krümmung der Kante 12d der hervorstehenden Pole 12a ist bei der siebten Ausführungsform optimiert. Die Krümmung der gesamten äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 ist optimiert bei der achten Ausführungsform. Diese Formen können kombiniert werden. Zum Beispiel können die Krümmungen der hervorstehenden Pole 12a und der Magneten 13 beide optimiert werden.
Die sechste bis achte Ausführungsform kann auf einen Rotor 10E angewendet werden, welcher vierzehn magnetische Polbereiche aufweist, nämlich sieben hervorstehende Pole 12a und sieben Magneten 13. Jedoch kann die Anzahl der magnetischen Polbereiche des Rotors 10E, sofern notwendig, auch geändert werden. Die Anzahl der magnetischen Polbereiche des Stators kann entsprechend geändert werden.
Die erste bis achte Ausführungsform ist für Rotoren 10A bis 10E angewendet, die in einem Motortyp mit innen liegendem Rotor verwendet sind, können aber auch angewendet werden als ein Rotor für einen Motor mit einem außen liegenden Rotor. In einem solchen Fall dreht sich die gegenüber liegende Beziehung des Rotors und des Stators in radialer Richtung um.
[neunte Ausführungsform]
Eine neunte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 32 und 33 beschrieben. Gleiche Bezugszeichen sind solchen Komponenten gegeben, die mit gleichen Komponenten der ersten Ausführungsform korrespondieren. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
32 und 33 zeigen einen bürstenlosen Motor M mit einem innen liegenden Rotor. Der Motor M gemäß der neunten Ausführungsform verwendet einen Rotor 10F, der sieben N-pole als Magneten 13 aufweist, welche entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 12 angeordnet sind, und hervorstehende Pole 12a aufweist, welche integral mit dem Rotorkern 12 ausgeformt sind und zwischen benachbart gelegenen Magneten 13 in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die hervorstehenden Pole 12a wirken als S-pole. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Rotor 10F um einen sogenannten Folgepoltyp mit vierzehn magnetischen Polbereichen. Der Stator 20 weist zwölf Zähne 21a in der gleichen Weise auf, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.
Der Magnet 13 hat eine Länge in Umfangsrichtung, die etwas länger ist als die entsprechende Länge der der hervorstehenden Pole 12a. Der Magnet 13 hat eine gekrümmte Form sowie eine Dicke (Dimension in radialer Richtung), die konstant in Umfangsrichtung ist. Demnach sind die innere Oberfläche 13a und die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13 parallel zu einander. Die Befestigungsoberfläche 12b des Rotorkerns 12, an welchem die innere Oberfläche 13a des Magneten 13 befestigt ist, weist eine gekrümmte Form auf, die mit der inneren Oberfläche 13a konform ist. Ein Abstand (Spalt in Umfangsrichtung) S1 ist zwischen den Magneten 13a und den hervorstehenden Polen 12a ausgebildet, die zu einander benachbart in Umfangsrichtung gelegen sind. Die äußere Oberfläche 13b jedes Magneten 13 weist eine gekrümmte Form mit einer Krümmung auf, die es erlaubt, dass die äußeren Oberflächen 13b der anderen Magneten 13 auf dem gleichen Umfang angeordnet sind.
Der hervorstehende Pol 12a weist eine Länge in Umfangsrichtung auf, die etwas geringer ist als diejenige des Magneten 13. Der hervorstehende Pol 12a erstreckt sich in radialer Richtung von dem Umfangsbereich des Rotors 12 in einer gebogenen Weise nach außen. Weiter erstreckt sich der hervorstehende Pol 12a nach außen in radialer Richtung von der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13. Die äußere Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a hat eine gekrümmte Form mit einer größeren Krümmung als die äußere Oberfläche 13b des Magneten 13. Der zentrale Bereich in Umfangsrichtung der äußeren Oberfläche 12c ist von den beiden Enden nach außen gewölbt. Die Enden der äußeren Oberfläche 12c sind außerhalb der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13 in radialer Richtung angeordnet. Damit ist der Abstand S2 zwischen dem Rotor 10F und dem Stator 20 in dem Bereich der hervorstehenden Pole 12a kleiner als der Abstand S2 im Bereich der Magneten 13. Weiter vergrößert sich der Abstand S2 graduell vom zentralen Bereich in Umfangsrichtung in Richtung der Enden der äußeren Oberfläche 12c des hervorstehenden Pols 12a.
Eine Einhaknut 12f ist im distalen Bereich jeder der beiden Seitenoberflächen der hervorstehenden Pole 12a ausgebildet (der Bereich der leicht vor der distalen Kante der hervorstehenden Pole 12a angeordnet ist). Ein Abdeckteil 14 ist an den beiden Einhaknuten ausgebildet, die in den Seitenoberflächen der benachbarten hervorstehenden Pole 12a ausgebildet sind, die einander gegenüber liegen. Das Abdeckteil 14, welches eine gekrümmte Form aufweist, die mit der äußeren Oberfläche 13b der Magneten 13 konform ist, berührt die äußere Oberfläche 13b. Das Abdeckteil 14 hat eine Länge, die länger ist als die Länge in Umfangsrichtung zwischen den benachbarten hervorstehenden Polen 12a. Das Abdeckteil 14 hat zwei Enden 14a in Umfangsrichtung, welche in die Einhaknuten 12f in axialer Richtung des Rotors 10F eingepasst sind, zum Beispiel, und erstrecken sich zwischen zwei benachbarten Polen 12a. Solch ein Abdeckteil 14 ist durch eine Platte aus nicht magnetischem metallischem Material, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl (SUS) oder einer Kupferlegierung ausgebildet, die das magnetische Feld des Magneten 13 nicht behindert. Das Abdeckteil 14 verhindert, dass der Magnet 13 von der Befestigungsoberfläche 12b separiert wird. Das Abdeckteil 14 ist ebenfalls derart angeordnet, dass es mit jedem Magneten 13 korrespondiert, um abgesplitterte Teile des Magneten 13 und deren Streuung zu verhindern.
In der neunten Ausführungsform erstreckt sich der hervorstehende Pol 12 relativ über den Magneten 13 hinaus. Damit ist der Magnet 13 in radialer Richtung von dem hervorstehenden Pol 12a nach innen gerichtet angeordnet und das Abdeckteil 14 derart angeordnet, dass es sich in dem Raum befindet, der durch die Anordnung in innerer Richtung gebildet ist. Demnach ist das Abdeckteil 14, das den Magneten 13 abdeckt, derart angeordnet, dass es nicht in radialer Richtung über den hervorstehenden Pol 12a hinausragt. Der hervorstehende Pol 12a ist nicht von dem Abdeckteil 14 abgedeckt, da das Abdeckteil 14 offensichtlich für einen hervorstehenden Pol 12a nicht notwendig ist. Zusätzlich minimiert die Anordnung des Abdeckteils 14 den Abstand 52, also die magnetische Distanz zwischen dem hervorstehenden Pol 12a und dem Stator 20b. Damit bleibt der magnetische Widerstand zwischen dem hervorstehenden Pol 12a und dem Stator 20 klein und eine Reduktion der Motorleistung ist unterdrückt.
Die neunte Ausführungsform hat die nachfolgend erläuterten Vorteile.

(20) Der Rotor 10F nach der neunten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass der hervorstehende Pol 12a in radialer Richtung relativ vom Magneten 13 nach außen ragt. Das Abdeckteil 14, welches den Magneten 13 abdeckt, ist an den distalen Seiten der Seitenflächen der einander gegenüber liegenden benachbarten hervorstehenden Pole 12a eingehakt, so dass er in radialer Richtung nicht über die hervorstehenden Pole 12a nach außen ragt. Damit sind die hervorstehenden Pole 12a von dem Abdeckteil 14 nicht abgedeckt, und das Abdeckteil 14 erstreckt sich in radialer Richtung nicht über die hervorstehenden Pole 12a hinaus. Dies erlaubt, dass der Abstand S2 zwischen dem hervorstehenden Pol 12a und dem Stator 20 sehr klein wird. Damit bleibt der magnetische Widerstand des hervorstehenden Pols 12a und des Stators 20 gering und eine Reduktion der Abgabeleistung des Motors M ist unterdrückt.
(21) In der neunten Ausführungsform ist das Abdeckteil 14, welches durch eine Platte aus nicht magnetischem metallischem Material ausgebildet ist, in den Einhaknuten 12f eingehakt, welche an den distalen Seiten der hervorstehenden Pole 12a angeordnet sind, um den Magneten 13 abzudecken. Damit sind die Höhen (radiale Position) der äußeren Oberfläche 13b des Magneten 13, welche durch das Abdeckteil 14 abgedeckt ist, und das distale Ende des hervor stehenden Pols 12a nahe bei einander. Dies erlaubt, dass die Einhaknut 12f zum Befestigen des Abdeckteils 14 am distalen Ende des hervorstehenden Pols 12a angeordnet ist. In der neunten Ausführungsform ist das Abdeckteil 14 in einer gekrümmten Form geformt. Dies vereinfacht die Form des Abdeckteils und ermöglicht die Produktion.

Die neunte Ausführungsform kann wie nachfolgend beschrieben modifiziert werden.
In der neunten Ausführungsform ist das Abdeckteil in die Einhaknuten 12f eingepasst und in diesen befestigt, die an den distalen Bereichen der hervorstehenden Pole 12a angeordnet sind. Jedoch ist die Befestigung des Abdeckteils 14 nicht auf solch eine Struktur limitiert.
Zum Beispiel, wie in 34 dargestellt, können die Seitenoberflächen zweier hervorstehender Pole 12a, die einander gegenüber liegen halbkreisförmige Einhaköffnungen 12e aufweisen, die in einem Basisbereich, der Endkantenbasis des hervorstehenden Pols 12a, liegt. Ein Abdeckteil 14 hat zwei Endbereiche, die durch Seitenwände 14b definiert werden, welche sich in Richtung der Basis der hervorstehenden Pole 12a erstrecken, während sie die Enden in Umfangsrichtung des Magneten 13 abdecken. Das distale Ende (das innen liegende Ende in radialer Richtung) jeder Seitenwand 14b ist in einem spitzen Winkel gebogen, um ein Einhakmittel 14c zu bilden. Das Einhakmittel 14c hat ein distales Ende, das in die Einhaköffnung 12e eingeführt und eingehakt wird, so dass das Abdeckteil 14 an dem Rotorkern 12 angebracht ist. Das Abdeckteil 14 ist von der äußeren Seite in radialer Richtung des Magneten 14 angebracht. Insbesondere ist das Einhakmittel 14c flexibel deformiert und in den Abstand S1 zwischen dem hervorstehenden Pol 12a und dem Magneten 13 eingeführt. Das Einhakmittel 14c verformt sich in seine originale Form in der Einhaköffnung 12e zurück und befestigt auf diese Weise das Abdeckteil 14. Das Abdeckteil 14 kann aus der axialen Richtung angebracht werden, wobei das Einhakmittel 14c in ein Einhakloch 12e eingeführt wird.
Wenn das Abdeckteil 14 mittels einer voranstehend beschriebenen Struktur befestigt wird, ist die Ausbildung einer Einhaköffnung 12e notwendig. Die Basis der Kantenlänge der hervorstehenden Pole 12a, in welchen die Einhaköffnung 12e ausgebildet ist, ist ein Bereich, in welchem die Variation der magnetischen Flussdichte groß ist und der Betrag des magnetischen Flusses relativ klein ist. Daher ist der magnetische Einfluss, welcher durch die Ausbildung der Öffnung erzeugt wird, klein. Weiter vergrößert sich der Abstand S1 zwischen der Basis des hervorstehenden Pols 12a und dem radial nach innen gerichteten Bereich des Magneten 13. Damit vergrößert sich die Leckage des magnetischen Flusses.
Die Einhaknut 12f und die Einhaköffnung 12e sind in dem hervorstehenden Pol 12a ausgebildet, um das Abdeckteil 14 einzuhaken, wie dies voranstehend beschrieben wurde. Jedoch kann der hervorstehende Pol 12a auch einen Vorsprung aufweisen. Das Abdeckteil 12 kann nicht nur an dem hervorstehenden Pol 12a, sondern auch an der Befestigungsoberfläche 12b eingehakt werden.
Zum Beispiel, wie in 35 gezeigt, kann ein nicht magnetisches Harzmaterial, das den Magneten 13 abdeckt, integral mit dem Rotorkern 12 gegossen werden (mit dem Rotorkern befestigt werden). Dies bildet eine Harzabdeckung 15, die nicht in radialer Richtung von dem distalen Bereich des hervorstehenden Pols 12a nach außen ragt. Dieser reduziert die Anzahl der Komponenten des Rotors 10. Weiter kann die Harzabdeckung 15 vorteilhafterweise ausgebildet sein und an einem Rotor 10F in der gleichen Weise angebracht sein wie Abdeckteil 14.
Obwohl mit Bezug auf die neunte Ausführungsform nicht im Detail erläutert, kann das Abdeckteil 14 separat von jedem Magneten 13 ausgebildet sein. Jedoch können die Abdeckteile 14, zum Beispiel auch durch Kopplungen der Abdeckteile 14, welche mit den Magneten 13 korrespondieren, an einer Seite in axialer Richtung des Rotors 10F integral ausgebildet sein.
Die neunte Ausführungsform ist bei einem Rotor 10F angewendet, der vierzehn magnetische Polbereiche aufweist, nämlich sieben hervorstehende Pole 12a und sieben Magneten 13. Jedoch kann die Anzahl der magnetischen Polbereiche verändert werden, sofern dies notwendig ist. Weiter kann die Anzahl der magnetischen Polbereiche des Stators entsprechend geändert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 9-327139 [0001]

Claims

Ein Motor, aufweisend: einen Rotor (10A) mit einem Rotorkern (12), einer Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehenden Polen (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken; und einen Stator (20), der gegenüber des Rotors (10A) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Nuten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (13) und die hervorstehenden Pole (12a) jeweils in einer Anzahl vorgesehen sind, bei der sich die beiden Anzahlen zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors (10A) addieren, und die Nuten in einer Anzahl x2 vorgesehen sind, wobei das Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche zu der Anzahl der Nuten 2n:3n ist (wobei n eine natürliche Zahl ist); wenn ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, der zwischen jedem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, welcher in Umfangsrichtung benachbart zu einer Seite des Magneten liegt, bis zu einem Endpunkt korrespondiert, der zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, der in Umfangsrichtung benachbart zu der anderen Seite des Magneten liegt, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden der Magneten (13) definiert ist, und ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt an den beiden Seiten der hervorstehenden Pole (12a) in Umfangsrichtung korrespondiert, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols (12a) definiert ist, sich der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 zu einer Summe von 360° addieren; und der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 230° gesetzt ist.
Der Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 200° < Θ1 ≤ 220° liegt.
Der Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 208° < Θ1 ≤ 216° liegt.
Ein Motor, aufweisend: einen Rotor (10B) mit einem Rotorkern (12), einer Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehenden Polen (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken; und einen Stator (20), der gegenüber des Rotors (10B) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Nuten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (13) und die hervorstehenden Pole (12a) jeweils in einer Anzahl vorgesehen sind, bei der sich die beiden Anzahlen zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors (10B) addieren, und die Nuten in einer Anzahl x2 vorgesehen sind, wobei das Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche zu der Anzahl der Nuten 3n – 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist, die größer oder gleich 3 ist) oder 3n – 2:3n ist (wobei n eine gerade Zahl ist, die größer oder gleich 4 ist); wenn ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, der zwischen jedem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, welcher in Umfangsrichtung benachbart zu einer Seite des Magneten liegt, bis zu einem Endpunkt korrespondiert, der zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, der in Umfangsrichtung benachbart zu der anderen Seite des Magneten liegt, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden der Magneten (13) definiert ist, und ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt an den beiden Seiten der hervorstehenden Pole (12a) in Umfangsrichtung korrespondiert, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols (12a) definiert ist, sich der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 zu einer Summe von 360° addieren; und der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 210° gesetzt ist.
Der Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 184° < Θ1 ≤ 202° liegt.
Der Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 188° < Θ1 ≤ 198° liegt.
Ein Motor, aufweisend: einen Rotor (10C) mit einem Rotorkern (12), einer Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehenden Polen (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken; und einen Stator (20), der gegenüber des Rotors (10C) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Nuten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (13) und die hervorstehenden Pole (12a) jeweils in einer Anzahl vorgesehen sind, bei der sich die beiden Anzahlen zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors (10C) addieren, und die Nuten in einer Anzahl x2 vorgesehen sind, wobei das Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche zu der Anzahl der Nuten 3n + 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist) oder 3n + 2:3n ist (wobei n eine gerade Zahl ist); wenn ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, der zwischen jedem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, welcher in Umfangsrichtung benachbart zu einer Seite des Magneten liegt, bis zu einem Endpunkt korrespondiert, der zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, der in Umfangsrichtung benachbart zu der anderen Seite des Magneten liegt, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden der Magneten (13) definiert ist, und ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt an den beiden Seiten der hervorstehenden Pole (12a) in Umfangsrichtung korrespondiert, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols (12a) definiert ist, sich der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 zu einer Summe von 360° addieren; und der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 200° gesetzt ist.
Der Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 182° < Θ1 ≤ 197° liegt.
Der Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 185° < Θ1 ≤ 195° liegt.
Ein Motor, aufweisend: einen Rotor (10B) mit einem Rotorkern (12), einer Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehenden Polen (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken; und einen Stator (20), der gegenüber des Rotors (10B) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Nuten aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (13) und die hervorstehenden Pole (12a) jeweils in einer Anzahl vorgesehen sind, bei der sich die beiden Anzahlen zu einer Anzahl x1 magnetischer Polbereiche des Rotors (10B) addieren, und die Nuten in einer Anzahl x2 vorgesehen sind, wobei das Verhältnis x1:x2 der Anzahl der magnetischen Polbereiche zu der Anzahl der Nuten 3n – 1:3n (wobei n eine ungerade Zahl ist, die größer oder gleich 3 ist) oder 3 – 2:3n ist (wobei n eine gerade Zahl ist, die größer oder gleich 4 ist); wenn ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich von einem Startpunkt, der zwischen jedem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, welcher in Umfangsrichtung benachbart zu einer Seite des Magneten liegt, bis zu einem Endpunkt korrespondiert, der zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) gesetzt ist, der in Umfangsrichtung benachbart zu der anderen Seite des Magneten liegt, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ1 eines jeden der Magneten (13) definiert ist, und ein elektrischer Winkel, der mit einem Winkelbereich zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt an den beiden Seiten der hervorstehenden Pole (12a) in Umfangsrichtung korrespondiert, als ein magnetischer Polbesatzwinkel Θ2 eines jeden hervorstehenden Pols (12a) definiert ist, sich der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 und der magnetische Polbesatzwinkel Θ2 zu einer Summe von 360° addieren; und der magnetische Polbesatzwinkel Θ1 in einem Bereich zwischen 180° < Θ1 ≤ 220° gesetzt ist.
Der Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (13b) des Magneten (13) und eine Oberfläche (12c) des hervorstehenden Pols (12a) auf dem gleichen Umfang liegen und ein Abstand zwischen jeder der Oberflächen (13b, 12c) und dem Stator (20) vorgesehen ist, der eine Größe aufweist, die gleich dem Abstand zwischen den anderen Oberflächen (13b, 12c) und dem Stator (20) ist.
Der Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (S1) zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a), die benachbart zueinander in Umfangsrichtung des Rotors (10A, 10B, 10C) gelegen sind, ausgebildet ist; und der Startpunkt und der Endpunkt jedes der magnetischen Polbesatzwinkel Θ1 und Θ2 ein Mittelpunkt des Abstandes (S1) in Umfangsrichtung ist.
Ein Motor, aufweisend: einen Rotor (10D) mit einem Rotorkern (12), einer Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken, und hervorstehenden Polen (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken, wobei ein erster Abstand (S1) zwischen dem Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a), die benachbart zueinander in Umfangsrichtung gelegen sind, ausgebildet ist; und einen Stator (20), der gegenüber des Rotors (10D) beabstandet durch einen zweiten Abstand (S2) in radialer Richtung angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstand eine kürzeste radiale Distanz A an Orten aufweist, die mit den Magneten (13) korrespondieren, und eine kürzeste radiale Distanz B an Orten aufweist, die mit den hervorstehenden Polen (12a) korrespondieren, wobei das Verhältnis B/A in einem Bereich 0,3 ≤ B/A < 1 liegt.
Der Motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Distanz des zweiten Abstandes (S2) an Orten in Umfangsrichtung konstant ist, die mit den Magneten (13) und den hervorstehenden Polen (12a) korrespondieren.
Der Motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen (12c) des hervorstehenden Pols (12a), die gegenüber des Stators (20) liegen, jeweils einen zentralen Bereich in Umfangsrichtung und zwei Enden in Umfangsrichtung aufweisen, wobei der zweite Abstand (S2) eine kürzeste radiale Distanz B im zentralen Bereich in Umfangsrichtung und eine radiale Distanz C an den beiden Enden in Umfangsrichtung aufweist, und wobei das Verhältnis C/B in einem Bereich 2 ≤ C/B ≤ 5 liegt.
Der Motor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (12c) der hervorstehenden Pole (12) mit einer konstanten Krümmung gekrümmt sind.
Ein Rotor, aufweisend: einen Rotorkern (12), eine Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (12) angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken; und hervorstehende Pole (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken, wobei ein erster Abstand (S1) zwischen den Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Oberfläche (12c) des hervorstehenden Pols (12a) und zumindest ein Teil der Oberfläche (13b) der Magneten (13) entlang eines Referenzumfangs (C2) liegen und die Oberfläche (12c, 13b) von zumindest einem hervorstehenden Pol (12a) und einem der Magneten (13) in Richtung der beiden Enden in Umfangsrichtung der Oberfläche fortschreitend von dem Referenzumfang (C2) beabstandet ist, so dass eine konvexe Form ausgebildet ist.
Der Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (12c) des hervorstehenden Pols (12a) vollständig mit einer konstanten Krümmung gekrümmt ist und ein Verhältnis r1/R eines Krümmungsradius r1 der Oberfläche (12c) und eines Radius R des Referenzumfangs (C2) in einem Bereich 0,2 ≤ r1/R ≤ 0,8 liegt.
Der Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden in Umfangsrichtung des hervorstehenden Pols (12a) jeweils eine runde Ecke (12d) aufweisen und ein Verhältnis r2/h eines Krümmungsradius r2 der Ecke (12d) und einer Überstandslänge h des hervorstehenden Pols (12a) in einem Bereich 0,2 ≤ r2/h ≤ 0,9 liegt.
Der Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (13b) der Magneten (13) vollständig mit einer konstanten Krümmung gekrümmt sind und ein Verhältnis r3/R eines Krümmungsradius r3 der Oberfläche (13b) des Magneten (13) und eines Radius R des Referenzumfangs (C2) in einem Bereich 0,4 ≤ r3/R ≤ 0,8 liegt.
Ein Rotor, aufweisend: einen Rotorkern (12), eine Mehrzahl von Magneten (13), die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (12) angeordnet sind und als erste magnetische Pole wirken; und hervorstehende Pole (12a), die integral mit dem Rotorkern (12) ausgebildet sind und zwischen benachbarten Magneten (13) in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um als zweite magnetische Pole zu wirken, wobei ein erster Abstand (S1) zwischen den Magneten (13) und dem hervorstehenden Pol (12a), die in Umfangsrichtung benachbart zu einander gelegen sind, ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Pole (12a) in einer radialen Richtung von den Magneten (13) nach Außen relativ hervorstehen, Abdeckteile (14, 15), welche die Magneten abdecken, an dem Rotorkern (12) eingehakt sind und die Abdeckteile (14, 15) derart angeordnet sind, dass sie in radialer Richtung von den hervorstehenden Polen (12a) nicht nach Außen hervorstehen.
Der Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Pole (12a) jeweils einen distalen Abschnitt mit einem Einhakbereich (12f) aufweisen und die Abdeckteile (14) durch ein Blech aus nicht magnetischem metallischem Material gebildet sind und in dem Einhakbereich (12f) eingehakt sind.
Der Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Pole (12a) jeweils einen Basisabschnitt mit einem Einhakloch (12e) aufweisen und die Abdeckteile (14) durch ein Blech aus nicht magnetischem metallischem Material gebildet sind und in dem Einhakloch (12e) eingehakt sind.
Der Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckteile (15) aus einem Harzmaterial ausgebildet sind und integral mit dem Rotockern (12) gestaltet sind, um die Magneten (13) abzudecken.
Ein Motor, gekennzeichnet durch den Rotor nach einem der Ansprüche 17 bis 24.