DE102015117783A1

DE102015117783A1 - Brushless motor

Info

Publication number: DE102015117783A1
Application number: DE102015117783.8A
Authority: DE
Inventors: Seong Kook Cho; Eun Seok Kang; Ho Bin Im; Kyung Hun Jung
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Hierin wird ein bürstenloser Motor offenbart. Der bürstenlose Motor weist einen Rotor, bei dem Permanentmagnete an einer Innenumfangsfläche eines Rotorkerns vorgesehen sind, und einen Stator, bei dem Zähne an jeweiligen Enden von Statorkernen vorgesehen sind, wobei um jeden davon eine Wicklung gewickelt ist. Jeder der Zähne ist so gebildet, dass der Abstand zwischen einer Stirnfläche, welche zu dem Permanentmagnet weist, und einer Innenumfangsfläche des Permanentmagnets von dem Zentrum des Zahns zu dessen Ende hin zunimmt. Hierdurch kann die Änderungsrate des magnetischen Widerstands als Reaktion auf eine Änderung der Position des Rotors minimiert werden, wodurch das Rastmoment deutlich verringert werden kann.Herein, a brushless motor is disclosed. The brushless motor has a rotor in which permanent magnets are provided on an inner peripheral surface of a rotor core, and a stator in which teeth are provided at respective ends of stator cores, and a winding is wound around each thereof. Each of the teeth is formed so that the distance between an end surface facing the permanent magnet and an inner peripheral surface of the permanent magnet increases from the center of the tooth toward the end thereof. Thereby, the rate of change of the magnetic resistance in response to a change in the position of the rotor can be minimized, whereby the cogging torque can be significantly reduced.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen bürstenlosen Motor und insbesondere einen bürstenlosen Motor, in welchem ein Rotor um einen Stator rotiert wird und ein Permanentmagnet an dem Rotor vorgesehen ist.Exemplary embodiments of the present invention relate to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor in which a rotor is rotated about a stator and a permanent magnet is provided on the rotor.

BESCHREIBUNG DES IN ZUSAMMENHANG STEHENDEN STANDES DER TECHNIKDESCRIPTION OF THE RELATED ART

Im Allgemeinen ist ein Motor eine Vorrichtung, welche elektrische Energie in einem elektrischen Feld, in dem elektrischer Strom fließt, in mechanische Energie umwandelt. In Abhängigkeit von einer Vielzahl von Kriterien, wie zum Beispiel der Stromart, der Positionen eines Rotors und eines Stators, ob ein oder kein Permanentmagnet vorhanden ist, usw., können Motoren in unterschiedliche Arten eingeteilt werden.In general, a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy in an electric field in which electric current flows. Depending on a variety of criteria, such as the type of current, the positions of a rotor and a stator, whether one or no permanent magnet is present, etc., motors can be divided into different types.

Entsprechend der Stromart können Motoren beispielsweise in einen Gleichstrommotor (DC-Motor) und einen Wechselstrommotor (AC-Motor) eingeteilt werden. DC-Motoren werden außerdem in einen Bürstenmotor und einen bürstenlosen Motor eingeteilt.For example, motors may be classified into a DC motor (DC motor) and an AC motor (AC motor) according to the type of current. DC motors are also divided into a brush motor and a brushless motor.

Ein Bürstenmotor der DC-Motoren erlaubt Strom mittels eines Kontakts zwischen einem Kommutator und einer Bürste durch eine Wicklung zu fließen und weist eine Kommutierungsfunktion für den Strom auf, ist aber deshalb nachteilig, dass mechanische oder elektrische Geräusche erzeugt werden und die Bürste verschlissen wird. Im Bestreben die oben genannten Nachteile zu überwinden, sind BLDC-(bürstenlose Gleichstrom-)Motoren, die keine Bürste aufweisen, weit verbreitet. Ein solcher BLDC-Motor ist ein DC-Motor, der weder eine Bürste noch einen Kommutator, aber eine elektronische Kommutatoreinheit aufweist, und wird auch als kommutatorloser Motor bezeichnet.A brush motor of the DC motors allows current to flow through a winding by means of a contact between a commutator and a brush and has a commutation function for the current, but is disadvantageous in that mechanical or electrical noise is generated and the brush is worn. In an effort to overcome the above disadvantages, BLDC (brushless DC), non-brushed motors are widely used. Such a BLDC motor is a DC motor having neither a brush nor a commutator but an electronic commutator unit, and is also called a commutatorless motor.

Entsprechend der relativen Position von Motor und Stator können Motoren außerdem in einen Innenläufermotor und einen bürstenlosen Motor eingeteilt werden. Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel eines BLDC-Motors.In addition, according to the relative position of the motor and the stator, motors can be classified into an internal rotor motor and a brushless motor. The 1 and 2 show an example of a BLDC motor.

Ein BLDC-Motor, der in den 1 und 2 gezeigt wird, weist einen Rotor 110, bei welchem Permanentmagnete 112 an der Innenumfangsfläche eines Rotorkerns 111 vorgesehen sind, und einen Stator 120, bei welchem Zähne 122 an äußeren Enden jeweiliger Statorkerne 121 vorgesehen sind, wobei um jeden davon eine Wicklung 125 gewickelt ist, auf.A BLDC motor used in the 1 and 2 is shown has a rotor 110 in which permanent magnets 112 on the inner circumferential surface of a rotor core 111 are provided, and a stator 120 in which teeth 122 at outer ends of respective stator cores 121 are provided, with a winding around each of them 125 is wound up.

Wenn der Motor rotiert, ändert sich währenddessen in Abhängigkeit der Position des Rotors 110 die Stärke des magnetischen Widerstands, welcher den Fluss des magnetischen Flusses behindert. Aufgrund einer solchen Änderung des magnetischen Widerstands wird Drehmomentwelligkeit hervorgerufen. Ein Drehmoment, das erzeugt wird, wenn der Rotor rotiert bevor Strom an die Wicklung angelegt wird, wird daher als Rastmoment bezeichnet. Ein solches Rastmoment führt zu Schwingungen und Geräuschen.Meanwhile, as the motor rotates, the position of the rotor changes depending on the direction 110 the strength of the magnetic resistance, which impedes the flow of magnetic flux. Due to such a change of the magnetic resistance, torque ripple is caused. Torque generated when the rotor rotates before current is applied to the winding is therefore referred to as cogging torque. Such a cogging torque leads to vibrations and noise.

Es ist bekannt, dass als Reaktion auf die Veränderung der Position des Rotors die Stärke des Rastmoments proportional zu einer Änderungsrate des magnetischen Widerstands ist. Um ein solches Rastmoment zu verringern, ist gemäß der herkömmlichen Technik, die in den 1 und 2 gezeigt wird, an jedem der Zähne 122 an einer Stirnfläche 123, die zu dem Permanentmagnet 112 weist, eine Aussparung 124 gebildet.It is known that in response to the change in the position of the rotor, the strength of the cogging torque is proportional to a rate of change of the magnetic resistance. To reduce such a cogging torque is according to the conventional technique, which in the 1 and 2 is shown on each of the teeth 122 on an end face 123 leading to the permanent magnet 112 points, a recess 124 educated.

Jeder der Zähne 122 ist ein Element, welches sich in die Umfangsrichtung des Rotorkerns 111 erstreckt, so dass der magnetische Fluss des Stators 120 zum Rotor 110 übertragen wird. Eine Vielzahl von Aussparungen 124 ist an der Stirnfläche 123 eines jeden Zahns 122 gebildet und in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 111 angeordnet.Each of the teeth 122 is an element which extends in the circumferential direction of the rotor core 111 extends, so that the magnetic flux of the stator 120 to the rotor 110 is transmitted. A variety of recesses 124 is at the frontal area 123 of every tooth 122 formed and in the circumferential direction of the rotor core 111 arranged.

Obwohl die Aussparungen 124 an jedem Zahn 122 gebildet sind, wie in 5 gezeigt wird, ist die Änderungsrate des magnetischen Widerstands als Reaktion auf den Drehwinkel des Rotors jedoch noch vergleichsweise hoch. Somit gibt es ein Problem dahingehend, dass Geräusche und Schwingungen nicht zufriedenstellend verringert werden können.Although the recesses 124 on every tooth 122 are formed, as in 5 is shown, however, the rate of change of the magnetic resistance in response to the rotational angle of the rotor is still comparatively high. Thus, there is a problem that noises and vibrations can not be satisfactorily reduced.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Demensprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme, die in den herkömmlichen bürstenlosen Motoren auftreten, gemacht, wobei eine Aufgabe der Erfindung einen bürstenlosen Motor betrifft, der eine Änderungsrate des magnetischen Widerstands als Reaktion auf die Veränderung der Position eines Rotors minimiert und somit das Rastmoment deutlich verringert.Accordingly, the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems encountered in the conventional brushless motors, an object of the invention being a brushless motor which minimizes a rate of change of the magnetic resistance in response to the change of the position of a rotor and thus significantly reduces the cogging torque.

Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung weist ein bürstenloser Motor einen Rotor, bei dem ein Permanentmagnet an einer Innenumfangsfläche eines Rotorkerns vorgesehen ist, und einen Stator, bei welchem ein Zahn an einem Ende eines Statorkerns vorgesehen ist, um welchen eine Wicklung gewickelt ist, auf, wobei der Zahn so gebildet ist, dass ein Abstand zwischen einer Stirnfläche, welche zu dem Permanentmagnet weist, und einer Innenumfangsfläche des Permanentmagnets von einem Zentrum des Zahns zu dessen Ende hin vergrößert wird.According to one aspect of the present invention, a brushless motor includes a rotor in which a permanent magnet is provided on an inner circumferential surface of a rotor core, and a stator in which a tooth is provided at an end of a stator core around which a coil is wound; wherein the tooth is formed so that a distance between an end face facing the permanent magnet, and a Inner peripheral surface of the permanent magnet is enlarged from a center of the tooth to the end.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung kann sich der Zahn in eine Umfangsrichtung des Rotorkerns erstrecken.In the brushless motor according to one aspect of the present invention, the tooth may extend in a circumferential direction of the rotor core.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Stirnfläche des Zahns eine flache Form aufweisen und kann dazu gebildet sein, so geneigt zu werden, dass die Stirnfläche an einem Punkt, an dem die Innenumfangsfläche des Permanentmagnets und eine Mittellinie des Statorkerns einander schneiden, einen vorherbestimmten Winkel in Bezug auf eine Tangente bildet.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the end face of the tooth may have a flat shape and may be formed to be inclined so that the end face at a point where the inner peripheral surface of the permanent magnet and a center line of the stator core face each other cut, forms a predetermined angle with respect to a tangent.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Winkel zwischen der Stirnfläche des Zahns und der Tangente 3° ≤ α ≤ 20° erfüllen.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the angle between the end surface of the tooth and the tangent may satisfy 3 ° ≤ α ≤ 20 °.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Stirnfläche des Zahns in Bezug auf die Mittellinie des Statorkerns symmetrisch sein.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the end surface of the tooth may be symmetrical with respect to the center line of the stator core.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein oberer Flächenteil, der eine von der Form der Stirnfläche unterschiedliche Form aufweist, an der Stirnfläche des Zahns gebildet sein und sich von der Mittellinie des Statorkerns in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, an upper surface portion having a shape different from the shape of the end surface may be formed on the end surface of the tooth and extend in opposite directions from the center line of the stator core.

Vorzugsweise kann eine Länge (L1) des oberen Flächenteils in Bezug auf eine Länge (L2) von der Mittellinie zu dem Ende der Stirnfläche 0 < L1 / L2 < 1 / 4 erfüllen.Preferably, a length (L1) of the upper surface portion with respect to a length (L2) from the center line to the end of the end surface 0 <L1 / L2 <1/4 fulfill.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Innenumfangsfläche des Permanentmagnets eine konkav gekrümmte Form aufweisen und die Stirnfläche des Zahns eine ebene Form aufweisen.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the inner peripheral surface of the permanent magnet may have a concavely curved shape and the end surface of the tooth may have a planar shape.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein oberer Flächenteil (24), der eine von der Form der Stirnfläche (23) unterschiedliche Form aufweist, an der Stirnfläche (23) des Zahns (22) gebildet sein und sich von der Mittellinie (C) des Statorkerns (23) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, wobei eine Länge (L1) des oberen Flächenteils (24) 0 mm ≤ L1 ≤ 2 mm erfüllt.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, an upper surface part (FIG. 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and from the center line (C) of the stator core ( 23 ) extend in opposite directions, wherein a length (L1) of the upper surface part ( 24 ) 0 mm ≤ L1 ≤ 2 mm.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Stirnfläche (23) des Zahns (22) eine scharfe Kante (P) aufweisen, die an der Mittellinie (C) des Statorkerns (21) zu dem Permanentmagnet hin abragt.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the end surface (FIG. 23 ) of the tooth ( 22 ) have a sharp edge (P), which at the center line (C) of the stator core ( 21 ) protrudes toward the permanent magnet.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Abstand zwischen der Stirnfläche (23) und dem Permanentmagnet (12) an der Mittellinie (C) als d1 bezeichnet wird und ein Abstand zwischen der Stirnfläche (23) und dem Permanentmagnet (12) an dem Ende der Stirnfläche (23) als d2 bezeichnet wird, das Verhältnis von d1 < d2 erfüllt sein.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, when a distance between the end surface (FIG. 23 ) and the permanent magnet ( 12 ) at the center line (C) is called d1 and a distance between the end face (C) 23 ) and the permanent magnet ( 12 ) at the end of the face ( 23 ) is referred to as d2, the ratio of d1 <d2 be satisfied.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein oberer Flächenteil (24), der eine von der Form der Stirnfläche (23) unterschiedliche Form aufweist, an der Stirnfläche (23) des Zahns (22) gebildet sein und sich von der Mittellinie (C) des Statorkerns (21) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, wobei der obere Flächenteil (24) eine flache Form aufweist, die senkrecht auf die Mittellinie (C) steht.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, an upper surface part (FIG. 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and from the center line (C) of the stator core ( 21 ) extend in opposite directions, wherein the upper surface part ( 24 ) has a flat shape which is perpendicular to the center line (C).

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein oberer Flächenteil (24), der eine von der Form der Stirnfläche (23) unterschiedliche Form aufweist, an der Stirnfläche (23) des Zahns (22) gebildet sein und sich von der Mittellinie (C) des Statorkerns (21) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, wobei der obere Flächenteil (24) eine gekrümmte Form aufweist, die eine Krümmung aufweist, die gleich der Krümmung des Permanentmagnets (12), der zu dem oberen Flächenteil (24) weist, ist.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, an upper surface part (FIG. 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and from the center line (C) of the stator core ( 21 ) extend in opposite directions, wherein the upper surface part ( 24 ) has a curved shape having a curvature equal to the curvature of the permanent magnet ( 12 ) leading to the upper surface part ( 24 ), is.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Rotor in Bezug auf eine radiale Richtung des Stators rotierbar außerhalb des Stators angeordnet sein.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the rotor may be disposed rotatably outside the stator with respect to a radial direction of the stator.

Der bürstenlose Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ferner einen mit dem Rotor gekoppelten Lüfter aufweisen. Das heißt, dass der bürstenlose Motor als ein Mittel zum Antreiben des Lüfters fungieren kann. Der Lüfter kann vorliegend eine Vielzahl Lüfterblätter aufweisen, die integral mit dem Rotor gebildet oder mit dem Rotor gekoppelt sind.The brushless motor according to another aspect of the present invention may further include a fan coupled to the rotor. That is, the brushless motor can act as a means for driving the fan. The fan may in the present case have a plurality of fan blades, which are integrally formed with the rotor or coupled to the rotor.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Rotor an einer Nabe des Lüfters angebracht sein. Das heißt, weil der Rotor in Bezug auf die radiale Richtung des Stators außerhalb des Stators installiert ist, dass der Rotor innerhalb der Nabe des Lüfters oder mit anderen Worten in Bezug auf die radiale Richtung der Lüfterblätter innerhalb der Lüfterblätter installiert sein kann.In the brushless motor according to another aspect of the present invention, the rotor may be attached to a hub of the fan. That is, because the rotor is installed outside the stator with respect to the radial direction of the stator, the rotor may be installed inside the hub of the fan or, in other words, with respect to the radial direction of the fan blades within the fan blades.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:The above and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine Querschnittsansicht ist, die einen bürstenlosen Motor gemäß einer herkömmlichen Technik zeigt; 1 Fig. 16 is a cross-sectional view showing a brushless motor according to a conventional technique;

2 eine partiell vergrößerte Ansicht des in 1 gezeigten bürstenlosen Motors ist; 2 a partially enlarged view of the in 1 shown brushless motor is;

3 eine Querschnittsansicht ist, die einen bürstenlosen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 3 Fig. 15 is a cross-sectional view showing a brushless motor according to an embodiment of the present invention;

4 eine partiell vergrößerte Ansicht des in 3 gezeigten bürstenlosen Motors ist; 4 a partially enlarged view of the in 3 shown brushless motor is;

5 ein Graph ist, der einen Rastmoment-Verringerungseffekt des bürstenlosen Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 5 Fig. 10 is a graph showing a cogging torque reduction effect of the brushless motor according to the embodiment of the present invention;

6 eine partiell vergrößerte Ansicht ist, die einen Zahn eines bürstenlosen Motors gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und 6 Fig. 16 is a partially enlarged view showing a tooth of a brushless motor according to another embodiment of the present invention; and

7 ein Graph ist, der das Rastmoment des in 6 gezeigten bürstenlosen Motors zeigt. 7 a graph showing the cogging torque of the in 6 shown brushless motor shows.

BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF SPECIAL EMBODIMENTS

Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

Bezugnehmend auf die 3 und 4 umfasst ein bürstenloser Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Rotor 10, bei dem Permanentmagnete 12 an einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns 11 vorgesehen sind, und einen Stator 20, bei welchem Zähne 22 auf jeweiligen äußeren Enden von Statorkernen 21, wobei um jeden davon ein Wicklung 25 gewickelt ist, vorgesehen sind.Referring to the 3 and 4 For example, a brushless motor according to an embodiment of the present invention includes a rotor 10 in which permanent magnets 12 on an inner peripheral surface of the rotor core 11 are provided, and a stator 20 in which teeth 22 on respective outer ends of stator cores 21 , with each one winding around it 25 is wound, are provided.

Jeder der Zähne 22 erstreckt sich in eine Umfangsrichtung des Rotorkerns 11.Each of the teeth 22 extends in a circumferential direction of the rotor core 11 ,

Jeder der Zähne 22 ist derart angepasst, dass der Abstand zwischen jeder von Stirnflächen 23, die zu dem Permanentmagnet 12 und einer Innenumfangsfläche des Permanentmagnets 12 weisen, von dem Zentrum des Zahns 22 zu dessen entgegengesetzten Enden hin zunimmt.Each of the teeth 22 is adjusted so that the distance between each of faces 23 leading to the permanent magnet 12 and an inner circumferential surface of the permanent magnet 12 pointing, from the center of the tooth 22 increases towards its opposite ends.

Die Stirnflächen 23 des Zahns 22 sind derart gebildet, dass sie in Bezug auf eine Mittellinie C des entsprechenden Statorkerns 21 zueinander in einer solchen Weise symmetrisch sind, dass der Zahn 22 im Allgemeinen eine invertierte dreieckige Form aufweist. T_C = – 1 / 2Φ 2 / gdR / dθ wobei,

Φ:: magnetischer Fluss
R:: magnetischer Widerstand
θ:: Positionswert des Rotors

The faces 23 of the tooth 22 are formed to be relative to a center line C of the corresponding stator core 21 are symmetrical to each other in such a way that the tooth 22 generally has an inverted triangular shape.

T _C = - 1 / 2Φ 2 / gdR / dθ

in which,

Φ:: magnetic river
R:: magnetic resistance
θ:: Position value of the rotor

Von der obigen Formel kann abgeleitet werden, dass das Rastmoment (T_C) proportional zu einer Änderungsrate (dR) des magnetischen Widerstands ist.From the above formula, it can be derived that the cogging torque (T _C ) is proportional to a rate of change (dR) of the magnetic resistance.

In dem Fall des Zahns 22 der in 2 gezeigten herkömmlichen Bauweise ist der Abstand zwischen jeder Stirnfläche 23 und dem Permanentmagnet 12 konstant. In Abschnitten, in denen die Permanentmagnete 12 vorhanden sind, gibt es keine Änderung des magnetischen Widerstands. In Abschnitten, in denen es keinen Permanentmagnet gibt, wird der magnetische Widerstand jedoch rapide verringert. Daher kann die Änderungsrate (dR) des magnetischen Widerstands nicht förderlich sein, sondern ist groß.In the case of the tooth 22 the in 2 The conventional construction shown is the distance between each end face 23 and the permanent magnet 12 constant. In sections where the permanent magnets 12 There is no change in the magnetic resistance. However, in sections where there is no permanent magnet, the magnetic resistance is rapidly reduced. Therefore, the rate of change (dR) of the magnetic resistance can not be conducive but is large.

In dem Fall der Zähne 22 gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede Stirnfläche 23 dazu gebildet, in einer solchen Weise geneigt zu sein, dass der Abstand zum Permanentmanget 12 von dem Zentrum des Zahns 22 zu dessen entsprechenden Ende hin allmählich zunimmt. Wenn der Abstand zwischen der Stirnfläche 23 und dem Permanentmagnet 12 an der Mittellinie C als d1 und der Abstand zwischen der Stirnfläche 23 und dem Permanentmagnet 12 an dem Ende der Stirnfläche 23 als d2 bezeichnet wird, ist die Stirnfläche 23 so gebildet, dass das Verhältnis d1 < d2 erfüllt ist. Der Abstand zwischen dem Permanentmagnet 12 und der Stirnfläche 23 ist an der Mittellinie C minimal. Zwei gerade Linien, welche die jeweiligen Stirnflächen 23 definieren, schneiden einander an der Mittellinie C und formen somit eine scharfe Kante P. Mit anderen Worten, wird die scharfe Kante P auf der Mittellinie C gebildet, wie in 4 gezeigt.In the case of the teeth 22 According to the present invention, each end face 23 formed to be inclined in such a way that the distance to the Permanentmanget 12 from the center of the tooth 22 gradually increases towards its corresponding end. If the distance between the face 23 and the permanent magnet 12 at the center line C as d1 and the distance between the end face 23 and the permanent magnet 12 at the end of the face 23 d2 is the face 23 formed such that the ratio d1 <d2 is satisfied. The distance between the permanent magnet 12 and the face 23 is minimal at the center line C. Two straight lines showing the respective faces 23 define, intersect each other at the center line C, thus forming a sharp edge P. In other words, the sharp edge P is formed on the center line C, as in FIG 4 shown.

Folglich wird der magnetische Widerstand von dem Zentrum des Zahns 22 zu dessen entgegengesetzten Enden hin allmählich verringert, wodurch eine Differenz zwischen dem magnetischen Widerstandswert an den entgegengesetzten Enden des Zahns 22 und dem magnetischen Widerstandswert in jedem Abschnitt, in dem es keinen Permanentmagnet 12 gibt, verringert wird. Mit anderen Worten verringert der Zahn 22 selbst die Differenz des magnetischen Widerstands zwischen den Zuständen, wenn der Zahn 22 sich unter dem Permanentmagnet 12 vorbeibewegt und wenn er sich durch den Abschnitt bewegt, in dem es keinen Permanentmagnet 12 gibt. Daher kann die Änderungsrate (dR) des magnetischen Widerstands in allen Rotationsabschnitten verringert werden, ungeachtet dessen, ob der Permanentmagnet 12 vorhanden ist oder nicht. Im Ergebnis kann das Rastmoment (T_C) deutlich verringert werden, wodurch Schwingungen und Geräusche des Motors verringert werden können.Consequently, the magnetic resistance from the center of the tooth 22 gradually reduced to its opposite ends, whereby a difference between the magnetic resistance at the opposite ends of the tooth 22 and the magnetic resistance value in every section where there is no permanent magnet 12 is reduced. In other words, the tooth decreases 22 even the difference of the magnetic resistance between the states when the tooth 22 under the permanent magnet 12 Moves past and when it moves through the section where there is no permanent magnet 12 gives. Therefore, the rate of change (dR) of the magnetic resistance in all rotation sections can be reduced regardless of whether the permanent magnet 12 exists or not. As a result, the cogging torque (T _C ) can be significantly reduced, whereby vibrations and noises of the engine can be reduced.

Wie in 5 gezeigt wird, ist das Rastmoment (T_C), welches sich gemäß der vorliegenden Erfindung aus der Form des Zahns 22 ergibt, im Vergleich zu dem der herkömmlichen Rotorstruktur, die in den 1 und 2 gezeigt wird, um 70% verringert.As in 5 is shown, the cogging torque (T _C ), which according to the present invention from the shape of the tooth 22 gives, compared to that of the conventional rotor structure, in the 1 and 2 shown is reduced by 70%.

Jede Stirnfläche 23 des Zahns 22 weist eine flache Form auf und ist dazu gebildet, so geneigt zu sein, dass sie an einem Punkt, an dem die Innenumfangsfläche des Permanentmagnets 12 und die Mittellinie C des Statorkerns 21 einander schneiden, einen vorherbestimmten Winkel α bildet.Each face 23 of the tooth 22 has a flat shape and is formed so as to be inclined so as to be at a point where the inner circumferential surface of the permanent magnet 12 and the center line C of the stator core 21 intersect each other, forming a predetermined angle α.

Es ist bevorzugt, dass der Winkel α zwischen jeder Stirnfläche 23 des Zahns 22 und der Tangente T 3° ≤ α ≤ 20° erfüllt. Wenn der Winkel α weniger als 3° beträgt, wird eine Verringerungsrate des magnetischen Widerstands von dem Zentrum des Zahns 22 zu dessen entgegengesetzten Enden hin übermäßig verringert. In diesem Fall gibt es eine verhältnismäßig große Differenz zwischen dem magnetischen Widerstandwert an jedem Ende des Zahns 22 und dem magnetischen Widerstandwert in dem Abschnitt, in dem es keinen Permanentmagnet 12 gibt. Folglich kann eine Änderungsrate des magnetischen Widerstands nicht stark verringert werden. Wenn der Winkel α größer als 20° ist, wird die Differenz zwischen dem magnetischen Widerstandswert an jedem Ende des Zahns 22 und dem magnetischen Widerstandswert in dem Abschnitt, in dem es keinen Permanentmagnet 12 gibt, verringert, wobei es aber eine verhältnismäßig große Differenz des magnetischen Widerstands zwischen dem Zentrum des Zahns 22 und dessen entgegengesetzten Enden gibt. Im Ergebnis wird eine Änderungsrate des magnetischen Widerstands des Zahns 22 selbst übermäßig erhöht.It is preferred that the angle α between each end face 23 of the tooth 22 and the tangent T satisfies 3 ° ≦ α ≦ 20 °. When the angle α is less than 3 °, a reduction rate of the magnetic resistance from the center of the tooth becomes 22 reduced excessively towards its opposite ends. In this case, there is a relatively large difference between the magnetic resistance value at each end of the tooth 22 and the magnetic resistance value in the portion where there is no permanent magnet 12 gives. As a result, a rate of change of the magnetic resistance can not be greatly reduced. When the angle α is larger than 20 °, the difference between the magnetic resistance value at each end of the tooth becomes 22 and the magnetic resistance in the portion where there is no permanent magnet 12 but there is a relatively large difference in the magnetic resistance between the center of the tooth 22 and its opposite ends. As a result, a rate of change of the magnetic resistance of the tooth 22 itself increased excessively.

In dem Fall, in dem der Winkel α größer als 3° und kleiner als 20° ist, wird die Differenz zwischen dem magnetischen Widerstandswert an jedem Ende des Zahns 22 und dem magnetischen Widerstandswert in dem Abschnitt, in dem es keinen Permanentmagnet 12 gibt, zufriedenstellend verringert, wobei die Änderungsrate des magnetischen Widerstands im Zahn 22 selbst ebenfalls verhältnismäßig klein ist. Folglich kann die Änderungsrate (dR) des magnetischen Widerstands in allen Abschnitten minimiert werden.In the case where the angle α is larger than 3 ° and smaller than 20 °, the difference between the magnetic resistance value at each end of the tooth becomes 22 and the magnetic resistance in the portion where there is no permanent magnet 12 There are, satisfactorily reduced, wherein the rate of change of the magnetic resistance in the tooth 22 itself is also relatively small. Consequently, the rate of change (dR) of the magnetic resistance in all sections can be minimized.

Eine andere Ausführungsform des Zahns 22 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.Another embodiment of the tooth 22 is referring to 6 described.

Wie in 6 gezeigt wird, ist ein oberer Flächenteil 24, welcher sich von der Mittellinie C des Statorkerns 21 in die entgegengesetzten Richtungen erstreckt, an den Stirnflächen 23 eines jeden der Zähne 22 gebildet. Das heißt, dass der obere Flächenteil 24 in dem Zentrumsabschnitt des Zahns 22, an dem die zwei symmetrischen Stirnflächen 23 miteinander verbunden sind, gebildet ist.As in 6 is shown is an upper surface part 24 which extends from the center line C of the stator core 21 extends in the opposite directions, at the end faces 23 of each of the teeth 22 educated. That is, the upper surface part 24 in the center portion of the tooth 22 at which the two symmetrical faces 23 are connected to each other, is formed.

Der in 6 gezeigte obere Flächenteil 24 kann eine flache oder gekrümmte Form aufweisen. In dem Fall, in dem der obere Flächenteil 24 flach ist, kann er so gebildet sein, dass er senkrecht auf die Mittellinie C steht. In dem Fall, in dem der obere Flächenteil 24 gekrümmt ist, kann dessen Krümmung gleich der des Permanentmagnets 12 sein.The in 6 shown upper surface part 24 may have a flat or curved shape. In the case where the upper surface part 24 is flat, it can be formed so that it is perpendicular to the center line C. In the case where the upper surface part 24 is curved, whose curvature can be equal to that of the permanent magnet 12 be.

Das Rastmoment des Motors ändert sich abhängig von der Länge des oberen Flächenteils 24. 7 ist ein Graph, der die Änderung des Rastmoments abhängig von der Länge L1 des oberen Flächenteils 24 zeigt, wenn eine Länge L2 von der Mittellinie C bis zu dem Ende der Stirnfläche (23) 10 mm beträgt (die Gesamtheit der zwei Stirnflächen beträgt 20 mm). Wenn die Länge L1 des oberen Flächenteils 24 erhöht wird, wird das Rastmoment ebenfalls erhöht, wie in 7 gezeigt wird. Insbesondere ist in einem Abschnitt, in dem sich die Länge L1 des oberen Flächenteils 24 von 0 mm bis 2,0 mm bewegt, die Änderungsrate des Rastmoments verhältnismäßig niedrig. In einem Abschnitt, in dem die Länge L1 größer als 2,0 mm ist, ist die Änderungsrate des Rastmoments rapide erhöht.The cogging torque of the motor changes depending on the length of the upper surface part 24 , 7 is a graph showing the change of the cogging torque depending on the length L1 of the upper surface part 24 shows when a length L2 from the center line C to the end of the end face (FIG. 23 ) Is 10 mm (the total of the two end faces is 20 mm). If the length L1 of the upper surface part 24 is increased, the cogging torque is also increased, as in 7 will be shown. In particular, in a section where the length L1 of the upper surface part is 24 moved from 0 mm to 2.0 mm, the rate of change of the cogging torque relatively low. In a portion where the length L1 is larger than 2.0 mm, the rate of change of the cogging torque is rapidly increased.

Es ist daher bevorzugt, dass die Länge L1 des oberen Flächenteils 24 bezogen auf die Länge L2 von der Mittellinie C zu dem Ende einer jeden Stirnfläche 24 hin 0 < L1 / L2 < 1 / 4 erfüllt. Wenn die Länge L1 des oberen Flächenteils 24 bezogen auf die Länge L2 größer als 1 / 4 ist, wird die Änderung des Rastmoments verhältnismäßig groß. In diesem Fall, ist die Abweichung der Leistung des Motors erhöht. Wenn die Länge L1 des oberen Flächenteils 24 null ist, weist der Zahn 22 die gleiche Form, wie der in 4 gezeigte Zahn 22 auf.It is therefore preferred that the length L1 of the upper surface part 24 based on the length L2 from the center line C to the end of each end face 24 down 0 <L1 / L2 <1/4 Fulfills. If the length L1 of the upper surface part 24 based on the length L2 greater than 1/4 is, the change of the cogging torque is relatively large. In this case, the deviation of the power of the engine is increased. If the length L1 of the upper surface part 24 Zero is, the tooth points out 22 the same shape as the one in 4 tooth shown 22 on.

Wie oben beschrieben, kann in einem bürstenlosen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung eine Änderungsrate des magnetischen Widerstands als Antwort auf eine Änderung der Position eines Rotors minimiert werden, wodurch das Rastmoment deutlich verringert werden kann.As described above, in a brushless motor according to the present invention, a rate of change of the magnetic resistance in response to a change in the position of a rotor can be minimized, whereby the cogging torque can be significantly reduced.

Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für Darstellungszwecke offenbart wurden, wird die vorliegende Erfindung als nicht hierauf beschränkt betrachtet, wobei dem Fachmann bewusst ist, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne sich von dem Umfang und dem Geist der Erfindung zu entfernen.Although the exemplary embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, the present invention is not considered to be so limited, and those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention ,

Dementsprechend sollen beliebige und sämtliche Modifikationen, Änderungen oder äquivalente Anordnungen als innerhalb des Umfangs der Erfindung angesehen werden, wobei der detaillierte Umfang der Erfindung in den zugehörigen Ansprüchen offenbart wird.Accordingly, it is intended that any and all modifications, changes, or equivalent arrangements be considered within the scope of the invention, the detailed scope of the invention being disclosed in the accompanying claims.

Claims

A brushless motor comprising a rotor ( 10 ), in which a permanent magnet ( 12 ) on an inner circumferential surface of a rotor core ( 11 ), and a stator ( 20 ), in which a tooth ( 22 ) at one end of a stator core ( 12 ) around which a winding ( 25 ) is provided, wherein the tooth ( 22 ) is shaped so that a distance between an end face ( 23 ) connected to the permanent magnet ( 12 ), and an inner peripheral surface of the permanent magnet ( 12 ) from a center of the tooth ( 22 ) is enlarged to one of its ends.

The brushless motor of claim 1, wherein the tooth ( 22 ) in a circumferential direction of the rotor core ( 11 ).

The brushless motor according to claim 1, wherein the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) has a flat shape and is formed so as to be inclined so that the end face ( 23 ) at a point where the inner peripheral surface of the permanent magnet ( 12 ) and a center line (C) of the stator core ( 21 ) intersect each other, forming a predetermined angle (α) with respect to a tangent (T).

The brushless motor according to claim 3, wherein the angle (α) between the face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and the tangent (T) 3 ° ≤ α ≤ 20 °.

The brushless motor according to claim 3, wherein the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) with respect to the center line (C) of the stator core ( 21 ) is symmetrical.

The brushless motor according to claim 5, wherein an upper surface part ( 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and extending from the center line (C) of the stator core (C) 21 ) extends in opposite directions, and a length (L1) of the upper surface part ( 24 ) with respect to a length (L2) from the center line (C) to the end of the end face ( 23 )

0 <L1 / L2 <1/4

Fulfills.

The brushless motor according to claim 1, wherein the inner peripheral surface of the permanent magnet has a concavely curved shape and the end surface of the tooth has a planar shape.

The brushless motor according to claim 5, wherein an upper surface part ( 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and extending from the center line (C) of the stator core (C) 23 ) extends in opposite directions, and a length (L1) of the upper surface part ( 24 ) 0 mm ≤ L1 ≤ 2 mm.

The brushless motor according to claim 5, wherein the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) has a sharp edge (P) facing the permanent magnet ( 12 ) at the center line (C) of the stator core ( 21 ) protrudes.

The brushless motor according to claim 3, wherein, when a distance between the end surface ( 23 ) and the permanent magnet ( 12 ) at the center line (C) is called d1 and a distance between the end face (C) 23 ) and the permanent magnet ( 12 ) at the end of the face ( 23 ) is called d2, the ratio of d1 <d2 is satisfied.

The brushless motor according to claim 5, wherein an upper surface part ( 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and extending from the center line (C) of the stator core (C) 21 ) extends in opposite directions, wherein the upper surface part ( 24 ) has a flat shape which is perpendicular to the center line (C).

The brushless motor according to claim 5, wherein an upper surface part ( 24 ), one of the shape of the end face ( 23 ) has different shape, at the end face ( 23 ) of the tooth ( 22 ) and extending from the center line (C) of the stator core (C) 21 ) extends in opposite directions, wherein the upper surface part ( 24 ) has a curved shape having a curvature equal to the curvature of the permanent magnet ( 12 ) leading to the upper surface part ( 24 ), is.

The brushless motor according to claim 1, wherein the rotor is rotatably disposed outside the stator with respect to a radial direction of the stator.

The brushless motor of claim 1, further comprising a fan coupled to the rotor.

The brushless motor of claim 14, wherein the rotor is attached to a hub of the fan.