JP2004208374A

JP2004208374A - Embedded magnet type motor

Info

Publication number: JP2004208374A
Application number: JP2002373007A
Authority: JP
Inventors: Kaname Egawa; 要江川; 義之 ▲高▼部; Yoshiyuki Takabe
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an embedded magnet type motor which can reduce a torque ripple. <P>SOLUTION: A first housing hole 13 and a second housing hole 14 are formed near the outer periphery of a rotor core 8, and a magnet 11 is embedded therein. A first bar 16 and a second bar 17 are formed between the first housing hole 13 and the second housing hole 14. The length of the first housing hole 13 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so as to become equal to the central angle of a sector having the circular arc 3c of a stator 3 formed in the length of 5.5 pieces of teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 at an angle θ2. Further, the length of the second housing hole 14 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so as to become equal to the central angle of a sector having the circular arc 3c of a stator 3 formed in the length of 6.5 pieces of teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 at an angle θ3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は埋込磁石式モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高効率モータとしては、埋込磁石式モータがある。埋込磁石式モータは、ロータコア内にマグネットが埋設されたロータを有するモータであり、ステータが作り出す回転磁界とロータとの間のマグネットトルクに加え、ロータ表面に形成される回転磁界の磁路に基づくリラクタンストルクを有効に利用することにより高いモータ効率を得ることができる。
【０００３】
従来、埋込磁石式モータのロータは、電磁鋼鈑を積層してなるロータコアに収容孔を形成し、当該収容孔内に板状のマグネットを埋設することにより製造されている。このような埋込磁石式モータとしては、図７に示すようにロータの周方向に等角度間隔に同一形状のマグネットが埋設されたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図７に示すように、同一形状のマグネット４１が等角度間隔に埋設されたロータコア４２及びステータ４３を示す平面図である。ロータコア４２は周方向に隣り合う収容孔４４の間にロータコア４２の径方向に延びマグネット４１の外径部と内径部とを連結することでリラクタンストルクを強めるバー４５を形成している。バー４５は、周方向に隣り合う２つのマグネット４１の間に該マグネット４１と同数、周方向に等角度間隔に形成されている。ステータ４３は、周方向に等角度間隔に配設され径方向内側に向かって突出されたティース４６を備えている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２３６６８５号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般にステータ４３が備えるティース４６の本数（本従来例では４８本）は、ロータコア４２に埋設されるマグネット４１及び該マグネット４１の間に形成されるバー４５の数（本従来例では８個）の整数倍（本従来例では６倍）に設定されている。そのため、ロータコア４２の軸中心を通りバー４５の周方向中心を通る直線Ｌ４７ａは、ロータコア４２の周方向に隣り合う直線Ｌ４７ｂとの間に６本分のティース４６が挟み込まれる。従って、ロータコア４２の径方向においてバー４５ａと対向する位置にティース４６ａの周方向中心が位置する時、該バー４５ａに隣り合うバー４５ｂと対向する位置にもティース４６ｂの周方向中心が位置することとなる。
【０００７】
その結果、マグネット４１ａを埋設する収容孔４４ａの両側端部に形成された両バー４５ａ，４５ｂがティース４６ａ，４６ｂとの間に同時に直線的なコイル磁束の流れを形成することによりブレーキトルクが発生し、該ブレーキトルクによりモータから出力されるトルクにリップルが発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルクのリップルを低減することができる埋込磁石式モータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒状に形成され周方向に等角度間隔で形成され軸中心方向に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、ロータコアと、該ロータコアの周方向に径方向外側の磁極が交互にＮ極とＳ極となるように埋設された複数のマグネットと、前記ロータコアの周方向に隣り合うマグネットの間を前記ロータコアの径方向に沿って延びる磁路形成部とを有し前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータと、を備え、前記隣り合う２つの前記磁路形成部の周方向中心と、前記ティースの周方向中心とがそれぞれ前記ロータの径方向に沿って同時に直列状態とならないように前記磁路形成部を形成した。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、円筒状に形成され周方向に等角度間隔で形成され軸中心方向に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、ロータコアと、該ロータコアの周方向に径方向外側の磁極が交互にＮ極とＳ極となるように埋設された複数のマグネットと、前記ロータコアの周方向に隣り合うマグネットの間を前記ロータコアの径方向に沿って延びる磁路形成部とを有し前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータと、を備え、前記ティースの本数を前記マグネットの個数で除した数の前記ティースによって形成される前記ステータの円弧を有する扇形の中心角と、前記磁路形成部の周方向中心と前記ロータコアの軸中心とを結んだ直線と該磁路形成部の周方向に隣り合う前記磁路形成部と前記ロータコアの軸中心とを結んだ直線とが形成する角度とが異なるように前記磁路形成部を形成した。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記磁路形成部の周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが前記ロータの径方向に沿って直列状態となった時、該磁路形成部と隣り合う磁路形成部の周方向中心と、前記ティースと該ティースと隣り合う前記ティースとの間隙の周方向中心とが前記ロータの径方向に沿って直列状態とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ロータコアには該ロータコアの周方向に配設され前記マグネットを収容する第１及び第２収容孔が複数形成されており、前記第１及び第２収容孔は、前記ロータの周方向における長さが異なるとともに、前記ロータの周方向において交互に配設した。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記第１及び第２収容孔にはそれぞれ同じ大きさのマグネットを埋設した。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第２収容孔は前記第１収容孔より前記ロータコアの周方向における長さが大きく形成されており、前記第２収容孔には前記第１収容孔に埋設されるマグネットより前記ロータコアの周方向における長さが大きいマグネットを埋設した。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ロータの周方向に隣り合う２つの前記マグネットは磁極対を構成し、該磁極対をロータの周方向において等角度間隔に配設した。
【００１６】
（作用）
請求項１又は２に記載の発明によれば、ロータコアの周方向においてマグネットの両側に形成された両磁路形成部はその周方向中心が同時にティースの周方向中心とロータの径方向に沿って直列状態とならない。そのため、ロータコアの周方向においてマグネットの両側に形成された両磁路形成部とティースとの間に同時に形成される直線的なコイル磁束の流れが減少し、ロータコアのブレーキトルクが弱められる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、ロータコアの周方向においてマグネットの片側に形成された磁路形成部とティースとの間に直線的に流れるコイル磁束が形成されている際に、該マグネットの他側に形成された磁路形成部は該磁路形成部とティースとが径方向に沿って直列状態とならない。そのため、該マグネットの他側に形成された磁路形成部とティースとの間には直線的なコイル磁束の流れがほとんど形成されない。従って、ロータコアの周方向においてマグネットの両側に形成された両磁路形成部とティースとの間に同時に形成される直線的なコイル磁束の流れが減少し、ロータコアのブレーキトルクが弱められる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、第１及び第２収容孔は前記ロータの周方向における長さが異なって設定されている。そのため、第１及び第２収容孔の長さを適宜設定することで容易にマグネットの両側に形成された両磁路形成部の周方向中心とティースの周方向中心とが同時にロータの径方向に沿って直列状態とならなくなる。従って、ロータコアの周方向においてマグネットの両側に形成された両磁路形成部とティースとの間に同時に形成される直線的なコイル磁束の流れが減少し、ロータコアのブレーキトルクが弱められる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第１及び第２収容孔に埋設されたマグネットから得られるトルクが略等しくなるので安定したモータトルクが得られる。
請求項６に記載の発明によれば、第１及び第２収容孔に応じて異なる大きさのマグネットを埋設することにより、マグネットの誤組み付けが防止される。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、磁極対がロータの周方向において等角度間隔に配設されているためロータコアは周方向において等角度間隔でトルクを発生することができ、安定したモータトルクが得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を埋込磁石式モータに具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、埋込磁石式モータ１は、略有底筒状をなすケース２の内周に固着されたステータ３と、ロータ４と、を備える。ステータ３は、その内周に等角度間隔にて配設された複数のティース５を有し、当該各ティース５は、ステータ３の内周から中心方向に向かって延設されている。本実施形態では、各ティース５は、等角度間隔にて４８本設けられている。尚、本実施形態においては説明を分かり易くするため所定のティース５を特にティース５ａ，５ｂ，５ｃとして説明する。
【００２３】
各ティース５には、インシュレータ６を介して巻線７が巻回されている。周方向に隣り合うティース５の間には間隙５ｄが形成されており、巻線７は該間隙５ｄに位置している。尚、図２においては、インシュレータ６及び巻線７を省略している。そして、本実施形態では、巻線７は、中心角が互いに４５°の位置関係にあるティース５に分布巻きにて巻回され、当該巻線７には、位相差１２０°の３相交流電流が供給される。
【００２４】
ロータ４は、ロータコア８を備え、当該ロータコア８には板状のマグネット１１が埋設されている。ロータコア８は、円盤状に形成された電磁鋼鈑を複数枚積層して形成されている。
【００２５】
ロータコア８の軸心にはロータコア８を軸方向に貫通する軸孔８ａが形成されている。軸孔８ａの周囲にはロータコア８を軸方向に貫通する固定孔８ｂが周方向に複数（８つ）形成されている。該固定孔８ｂにはピン１２が貫挿されており、該ピン１２は電磁鋼鈑を積層状態で固定している。
【００２６】
ロータコア８の外周近傍には、当該ロータコア８を軸方向に貫通する第１収容孔１３及び第２収容孔１４が形成されている。第１収容孔１３と第２収容孔１４とは同数形成されており、ロータコア８の周方向において該第１収容孔１３と第２収容孔１４とが交互にそれぞれ４つずつ形成されている。
【００２７】
第１収容孔１３及び第２収容孔１４にはそれぞれマグネット１１が収容されており、該第１収容孔１３と第２収容孔１４の形成位置を適宜設定することによりマグネット１１の配設位置が決定されている。
【００２８】
次に第１収容孔１３及び第２収容孔１４の配設位置について詳細に説明する。
第１収容孔１３と第２収容孔１４は、ロータコア８の周方向に沿って等角度間隔に形成されている。第１収容孔１３及び第２収容孔１４はそれぞれ径方向と直交する方向に沿って形成されている。第１収容孔１３及び第２収容孔１４は、その両端部に磁束遮断孔１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが形成されている。磁束遮断孔１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは第１収容孔１３及び第２収容孔１４に埋設されたマグネット１１の磁路が短絡されないように第１収容孔１３及び第２収容孔１４の両端部からロータコア８の径方向外側に向かって延設されており、その端部はロータコア８の外周面近傍に位置している。
【００２９】
ロータコア８の周方向において、第１収容孔１３と第２収容孔１４との間、即ち第１収容孔１３が備える磁束遮断孔１３ａと第２収容孔１４が備える磁束遮断孔１４ｂとの間には磁路形成部としての第１バー１６が形成されている。また、第１収容孔１３が備える磁束遮断孔１３ｂと第２収容孔１４が備える磁束遮断孔１４ａとの間には磁路形成部としての第２バー１７が形成されている。磁束遮断孔１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂがロータコア８の径方向外側に向かって延設されているため、該磁束遮断孔１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの間に形成される第１及び第２バー１６，１７はロータコア８の径方向に沿って形成されている。ここで、本実施形態においては説明を分かり易くするため所定の第１バー１６及び第２バー１７を特に第１バー１６ａ，１６ｂ及び第２バー１７ａとして説明する。
【００３０】
第１及び第２バー１６，１７は、ロータコア８の周方向における長さがティース５の周方向の長さと略等しく形成されている。
直線Ｌ１はロータコア８の軸中心と、第１収容孔１３が備える磁束遮断孔１３ａと第２収容孔１４が備える磁束遮断孔１４ｂとの間に形成された第１バー１６ａの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。直線Ｌ２はロータコア８の軸中心と、第１バー１６ａと周方向の回転方向側（図２において時計回り側）に隣り合う第１バー１６ｂの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。また、直線Ｌ３はロータコア８の軸中心と、第１収容孔１３が備える磁束遮断孔１３ｂと第２収容孔１４が備える磁束遮断孔１４ａとの間に形成された第２バー１７ａの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。尚、前述した固定孔８ｂはこれら直線Ｌ１〜Ｌ３の線上に中心が位置するように設定されている。
【００３１】
また、直線Ｌ４は該直線Ｌ４と直線Ｌ１とによってティース５の本数（本実施形態では４８本）をマグネット１１の個数（本実施形態では８つ）で割った本数（本実施形態では６本）のティース５によって形成される円弧３ｃを有する扇形の中心角θ１を形成している。
【００３２】
直線Ｌ１と直線Ｌ３とで角度θ２が形成されており、直線Ｌ２と直線Ｌ３とで角度θ３が形成されている。中心角θ１を２倍した角度（本実施形態では９０°）は、角度θ２と角度θ３との和となっており、角度θ２が大きくなればなるほど角度θ３は小さくなる。
【００３３】
本実施形態では角度θ２は中心角θ１よりも小さく設定されている。従って、角度θ３は中心角θ１よりも大きく設定されている。即ち、角度θ２は角度θ３よりも小さく設定されており、直線Ｌ１と直線Ｌ３とによって作られる角度範囲に位置する第１収容孔１３は、直線Ｌ２と直線Ｌ３とによって作られる角度範囲に位置する第２収容孔１４よりもロータコア８の周方向における長さが短く設定されている。
【００３４】
本実施形態において具体的には、角度θ２がステータ３の周方向に沿って配設されたティース５の５．５本分の長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と等しくなるようにロータコア８の周方向における第１収容孔１３の長さが設定されている。
【００３５】
また、角度θ３がステータ３の周方向に沿って配設されたティース５の６．５本分の長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と等しくなるようにロータコア８の周方向における第２収容孔１４の長さが設定されている。
【００３６】
マグネット１１は上述したように形成された第１収容孔１３及び第２収容孔１４に、その磁束方向とロータコア８の径方向とが一致するよう当該マグネット１１の内側面１１ａ又は外側面１１ｂがＮ極又はＳ極となるように収容されている。マグネット１１はロータコア８の周方向に沿って等角度間隔に複数（本実施の形態において８つ）埋設されている。
【００３７】
マグネット１１はロータコア８の径方向の相反する位置に外側面１１ｂが同極となる磁極が配設されるとともに、ロータコア８の周方向において外側面１１ｂが交互にＮ極とＳ極となるように埋設されている。尚、本実施の形態においては、第１収容孔１３には外側面１１ｂがＮ極となるようにマグネット１１が埋設されており、第２収容孔１４には外側面１１ｂがＳ極となるようにマグネット１１が埋設されている。
【００３８】
マグネット１１はロータコア８における周方向片側に隣り合うマグネット１１と２つ（外側面１１ｂの磁極がＮ極となるものとＳ極となるものとを１つずつ）で１セットの磁極対１１ｃを形成している。図２に示すように、本実施形態のロータコア８においては磁極対１１ｃを４つ備えている。
【００３９】
マグネット１１が等角度間隔で配設されているため、各磁極対１１ｃはロータコア８の周方向において等角度間隔に配設されている。本実施形態においては磁極対１１ｃの数が４つであるため、それぞれの磁極対１１ｃは９０°毎に配設されている。
【００４０】
第１収容孔１３及び第２収容孔１４は、そのマグネット１１が収容される部分の幅（径方向の長さ）が各マグネット１１の厚み（径方向の長さ、即ちマグネット１１の内側面１１ａから外側面１１ｂまでの長さ）と略同一となるように形成されている。各マグネット１１は、その内側面１１ａ及び外側面１１ｂが、径方向と直交する第１収容孔１３及び第２収容孔１４の両内壁面１３ｃ，１３ｄ，１４ｃ，１４ｄと密着し、該第１収容孔１３及び第２収容孔１４内に固着されている。
【００４１】
このように形成されたロータ４は図１に示すように、ロータコア８の軸孔８ａ内に回転軸１５が圧入固定され、当該回転軸１５がケース２及び蓋部１８に設けられた軸受け１９にて軸支されることにより、前記ステータ３に囲まれるようケース２及び蓋部１８内に回転可能に支持収容されている。
【００４２】
次に、上記のように構成された埋込磁石式モータの作用を図２に従って説明する。
角度θ２がステータ３の周方向に沿って配設されたティース５の５．５本分の長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と等しくなるようにロータコア８の周方向における第１収容孔１３の長さが設定されている。また、角度θ３がステータ３の周方向に沿って配設されたティース５の６．５本分の長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と等しくなるようにロータコア８の周方向における第２収容孔１４の長さが設定されている。
【００４３】
そのため、第１バー１６ａの周方向中心とティース５ａの周方向中心とがロータ４の径方向に沿って直列状態となる時（直線Ｌ１参照）、第２バー１７ａの周方向中心とステータ３の周方向に隣り合う２本のティース５ｂ，５ｃの間隙５ｄの周方向中心とがロータ４の径方向に沿って直列状態となる（直線Ｌ３参照）。
【００４４】
また、図示しないが、ロータコア８が回転し、ロータコア８における第２バーの周方向中心とティース５の周方向中心とがロータコア８の径方向に沿って直列状態となった時、第１バー１６のロータコア８における周方向中心はステータ３の周方向に隣り合う２本のティース５の間隙５ｄが位置する。
【００４５】
従って、ロータコア８とステータ３とが相対回転を行う際に、ロータコア８における第１バー１６の周方向中心とティース５の周方向中心及び第２バー１７の周方向中心とティース５の周方向中心とがロータコア８の径方向に沿って同時に直列状態となることがない。
【００４６】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）ロータコア８とステータ３とが相対回転を行う際に、ロータコア８における第１バー１６の周方向中心とティース５の周方向中心及び第２バー１７の周方向中心とティース５の周方向中心とがロータコア８の径方向に沿って同時に直列状態となることがない。そのため、ロータコア８の周方向においてマグネット１１の両側に形成された第１及び第２バー１６，１７とティース５との間に同時に形成される直線的なコイル磁束の流れが減少し、ロータコア８のブレーキトルクが弱められる。従って、モータトルクのリップルを低減することができる。
【００４７】
（２）ロータコア８における第１バー１６ａの周方向中心とティース５ａの周方向中心とがロータコア８の径方向に沿って直列状態となった時（直線Ｌ１参照）、第２バー１７ａのロータコア８における周方向中心はステータ３の周方向に隣り合う２本のティース５の間隙５ｄが位置する（直線Ｌ３参照）。そのため、第１バー１６ａとティース５ａとの間には直線的なコイル磁束の流れが形成されるが、第２バー１７ａとティース５との間には直線的なコイル磁束の流れは形成されない。従って、第１及び第２バー１６，１７とティース５との間に同時に形成される直線的なコイル磁束の流れを減少させることができ、効率的にブレーキトルクを弱めることができる。また、ブレーキトルクを弱めることによりモータトルクのリップルを低減することができる。
【００４８】
（３）磁極対１１ｃは４つ配設されており、ロータコア８において９０°間隔毎に配設されている。そのため、ロータコア８は周方向において各磁極対１１ｃから略等しいトルクが与えられる。従って、埋込磁石式モータ１は安定したトルクを出力することができる。
【００４９】
（４）直線Ｌ１と直線Ｌ３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を５．５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア８の周方向における第１収容孔１３の長さが設定されている。
【００５０】
また、直線Ｌ２と直線Ｌ３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を６．５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧を有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア８の周方向における第２収容孔１４の長さが設定されている。このように第１収容孔１３及び第２収容孔１４の長さを適宜設定することにより容易にモータトルクのリップルを低減可能なロータコアを形成することができる。
【００５１】
（５）第１収容孔１３及び第２収容孔１４には同一形状のマグネット１１をその外側面１１ｂがＮ極或いはＳ極となるように埋設されている。そのため、第１収容孔１３及び第２収容孔１４から得られるマグネット１１の磁力は略等しく、埋込磁石式モータ１は安定したトルクを出力することができる。
【００５２】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施の形態では、第１収容孔１３及び第２収容孔１４には同一形状のマグネット１１が埋設されていた。しかし、第１収容孔１３及び第２収容孔１４の形状に応じてマグネットの形状を変更してもよく、例えば図３に示すように、第１収容孔１３にマグネット１１を埋設し、第２収容孔１４にマグネット１１よりもロータコア８の周方向側に長く形成されたマグネット２１を埋設したものでもよい。
【００５３】
このように第２収容孔１４の大きさに応じてマグネット２１の形状を変更することにより、マグネット１１及びマグネット２１を第１収容孔１３及び第２収容孔１４に組み付ける際にマグネット１１及びマグネット２１の誤組み付けを防止することができる。また、限られた第１収容孔１３及び第２収容孔１４のスペース内から最も大きい磁力を得ることができ、埋込磁石式モータ１のトルクを大きくすることができる。
【００５４】
○上記実施の形態では、直線Ｌ１と直線Ｌ３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を５．５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア８の周方向における第１収容孔１３の長さが設定されていた。また、直線Ｌ２と直線Ｌ３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を６．５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア８の周方向における第２収容孔１４の長さが設定されていた。しかし、ロータコア８の周方向において隣り合う第１及び第２バー１６，１７の周方向中心とティース５の周方向中心とがそれぞれロータコア８の径方向に沿って同時に直列状態とならなければよい。従って、例えば図４に示すように、第１収容孔２２及び第２収容孔２３を形成したものでもよい。
【００５５】
詳述すると、直線Ｌ１１及び直線Ｌ１２はロータコア２４の軸中心と、第１収容孔２２が備える磁束遮断孔２２ａと第２収容孔２３が備える磁束遮断孔２３ｂとの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。また、直線Ｌ１３はロータコア２４の軸中心と、第１収容孔２２が備える磁束遮断孔２２ｂと第２収容孔２３が備える磁束遮断孔２３ａとの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。直線Ｌ１１と直線Ｌ１３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を５．７５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧３ｃを有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア２４の周方向における第１収容孔２２の長さが設定されている。
【００５６】
また、直線Ｌ１２と直線Ｌ１３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を６．２５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧を有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア２４の周方向における第２収容孔２３の長さが設定されている。
【００５７】
また、例えば図５に示すように、第１収容孔３１及び第２収容孔３２を形成したものでもよい。
詳述すると、直線Ｌ２１及び直線Ｌ２２はロータコア３３の軸中心と、第１収容孔３１が備える磁束遮断孔３１ａと第２収容孔３２が備える磁束遮断孔３２ｂとの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。また、直線Ｌ２３はロータコア３３の軸中心と、第１収容孔３１が備える磁束遮断孔３１ｂと第２収容孔３２が備える磁束遮断孔３２ａとの周方向中心と、を結ぶ直線を示している。直線Ｌ２１と直線Ｌ２３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を５．２５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧を有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア３３の周方向における第１収容孔３１の長さが設定されている。
【００５８】
また、直線Ｌ２２と直線Ｌ２３とで形成される角度と、ステータ３の周方向に沿って配設されたティース５を６．７５本分連続した長さで形成されたステータ３の円弧を有する扇形の中心角と、が等しくなるようにロータコア３３の周方向における第２収容孔３２の長さが設定されている。
【００５９】
また、この他にも第１収容孔及び第２収容孔の周方向への長さは適宜変更可能であり、ロータコアの軸中心と第１バーとを結んだ直線と、ロータコアの軸中心と第２バーとを結んだ直線と、で形成される角度が、ティースの整数本分によって形成されるステータの円弧を有する扇形の中心角と異なっていればよい。
【００６０】
○上記実施の形態では、固定孔８ｂは直線Ｌ１〜Ｌ３の線上にその中心が位置するように位置が設定されていた。しかし、例えば図６に示すように、ロータコア８の軸中心と第１収容孔１３の周方向中心とを結ぶ直線上及びロータコア８の軸中心と第２収容孔１４の周方向中心とを結ぶ直線上にピン１２を貫挿するための固定孔３４を形成してもよい。
【００６１】
○上記実施の形態では、ロータコア８の径方向と直交する方向に沿って延設された第１収容孔１３及び第２収容孔１４に板状のマグネット１１を埋設してロータ４を形成した。しかし、第１収容孔１３及び第２収容孔１４の形状及び該第１収容孔１３及び第２収容孔１４に収容されるマグネットの形は他のものを採用してもよい。従って、例えば収容孔をＶ字状に形成し、その内部にＶ字状にマグネットを埋設したものや、ロータコア８の外周面側に向かって円弧状に湾曲した収容孔に同じく円弧状に湾曲して形成されたマグネットを埋設したものでもよい。
【００６２】
○上記実施の形態では、第１及び第２バー１６，１７は、ロータコア８の周方向における長さがティースの周方向の長さと略等しく形成されていた。しかし、第１及び第２バー１６，１７のロータコア８の周方向における長さは適宜変更してもよく、その長さを大きくすることによりリラクタンストルクを大きくすることができ、埋込磁石式モータ１からより大きいトルクを出力することができる。
【００６３】
○上記実施の形態では、磁極対１１ｃを４つ備えたロータコア８であったが、磁極対の数を適宜変更してもよい。
○上記実施の形態では、各磁極対１１ｃは同形状に形成されていた。しかし、各磁極対が備える収容孔の両側に形成された両バーとティースとの間に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成されないものであればよい。従って、各磁極対が備える収容孔の形状はそれぞれ異なっていてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、トルクのリップルを低減することができる埋込磁石式モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】埋込磁石式モータの側断面図。
【図２】ステータ及びロータの平面図。
【図３】別例のステータ及びロータの平面図。
【図４】別例のステータ及びロータの平面図。
【図５】別例のステータ及びロータの平面図。
【図６】別例のステータ及びロータの平面図。
【図７】従来のステータ及びロータの平面図。
【符号の説明】
θ１…中心角、θ２…角度、Ｌ１，Ｌ３…直線、３…ステータ、４…ロータ、５，５ａ，５ｂ，５ｃ…ティース、５ｄ…間隙、７…巻線、８…ロータコア、１１…マグネット、１１ｃ…磁極対、１３…第１収容孔、１４…第２収容孔、１６，１６ａ，１６ｂ…磁路形成部としての第１バー、１７，１７ａ…磁路形成部としての第２バー、２１…マグネット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interior permanent magnet motor.
[0002]
[Prior art]
As a high-efficiency motor, there is an interior magnet type motor. An embedded magnet type motor is a motor having a rotor in which a magnet is embedded in a rotor core.In addition to the rotating magnetic field generated by the stator and the magnet torque between the rotor, the motor is mounted on the magnetic path of the rotating magnetic field formed on the rotor surface. High motor efficiency can be obtained by effectively utilizing the based reluctance torque.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotor of an embedded magnet type motor has been manufactured by forming an accommodation hole in a rotor core formed by laminating electromagnetic steel plates, and embedding a plate-shaped magnet in the accommodation hole. As such an embedded magnet type motor, a motor in which magnets having the same shape are embedded at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotor as shown in FIG. 7 is known (see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 8 is a plan view showing a rotor core 42 and a stator 43 in which magnets 41 of the same shape are embedded at equal angular intervals as shown in FIG. The rotor core 42 has a bar 45 extending between the accommodating holes 44 adjacent in the circumferential direction in the radial direction of the rotor core 42 and connecting the outer diameter portion and the inner diameter portion of the magnet 41 to increase the reluctance torque. The bars 45 are formed between two magnets 41 adjacent in the circumferential direction at the same number as the magnets 41 and at equal angular intervals in the circumferential direction. The stator 43 includes teeth 46 that are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction and protrude radially inward.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-236686 (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In general, the number of teeth 46 provided in the stator 43 (48 in the present conventional example) is equal to the number of magnets 41 embedded in the rotor core 42 and the number of bars 45 formed between the magnets 41 (eight in the present conventional example). ) Is set to an integer multiple (6 times in the conventional example). Therefore, six teeth 46 are sandwiched between the straight line L47a passing through the axial center of the rotor core 42 and the circumferential center of the bar 45 and the straight line L47b adjacent to the circumferential direction of the rotor core 42. Therefore, when the circumferential center of the tooth 46a is located at a position facing the bar 45a in the radial direction of the rotor core 42, the circumferential center of the tooth 46b is also located at a position facing the bar 45b adjacent to the bar 45a. It becomes.
[0007]
As a result, both the bars 45a and 45b formed at both end portions of the accommodation hole 44a in which the magnet 41a is buried form a linear coil magnetic flux between the teeth 46a and 46b at the same time, thereby generating a brake torque. However, there is a problem that the brake torque causes a ripple in the torque output from the motor.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an interior magnet type motor that can reduce torque ripple.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 has a structure in which windings are wound on a plurality of teeth formed in a cylindrical shape, formed at equal angular intervals in a circumferential direction, and formed so as to extend toward an axial center direction. A wound stator, a rotor core, a plurality of magnets embedded such that magnetic poles radially outward in the circumferential direction of the rotor core alternately become N poles and S poles, and magnets adjacent to the rotor core in the circumferential direction. A magnetic path forming portion extending along a radial direction of the rotor core between the rotor core and a rotor rotatably housed inside the stator; and a circumferential direction of the two adjacent magnetic path forming portions. The magnetic path forming portion is formed such that the center and the center of the teeth in the circumferential direction are not simultaneously in series along the radial direction of the rotor.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a stator in which a winding is wound around a plurality of teeth formed in a cylindrical shape, formed at equal angular intervals in a circumferential direction, and extending toward an axial center, and a rotor core. And a plurality of magnets embedded such that magnetic poles radially outward in the circumferential direction of the rotor core alternately become N poles and S poles, and magnets adjacent in the circumferential direction of the rotor core extend in the radial direction of the rotor core. And a rotor rotatably accommodated inside the stator having a magnetic path forming portion extending along the rotor, wherein the number of the teeth is divided by the number of the magnets to form the teeth. A center angle of a sector having a circular arc of the stator, a straight line connecting the circumferential center of the magnetic path forming section and the axial center of the rotor core, and the magnetic path forming section adjacent to the magnetic path forming section in the circumferential direction; The angle which the straight line connecting the axial center of the stator core is formed to form the magnetic path forming portions differently.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the circumferential center of the magnetic path forming portion and the circumferential center of the teeth are in series with each other along the radial direction of the rotor. In this case, the circumferential center of the magnetic path forming portion adjacent to the magnetic path forming portion and the circumferential center of the gap between the tooth and the adjacent tooth are serially arranged along the radial direction of the rotor. State.
[0012]
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second rotor cores are arranged in a circumferential direction of the rotor core and accommodate the magnets. A plurality of accommodation holes are formed, and the first and second accommodation holes have different lengths in the circumferential direction of the rotor, and are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, magnets of the same size are embedded in the first and second receiving holes.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the second accommodation hole is formed to have a larger length in the circumferential direction of the rotor core than the first accommodation hole, and the second accommodation hole is formed. A magnet whose length in the circumferential direction of the rotor core is larger than that of the magnet embedded in the first housing hole is embedded.
[0015]
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the two magnets adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor constitute a magnetic pole pair, and the magnetic pole pair is They are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotor.
[0016]
(Action)
According to the first or second aspect of the present invention, the two magnetic path forming portions formed on both sides of the magnet in the circumferential direction of the rotor core have the circumferential centers at the same time along the circumferential center of the teeth and the radial direction of the rotor. No serial connection. Therefore, the flow of the linear coil magnetic flux simultaneously formed between the teeth and the two magnetic path forming portions formed on both sides of the magnet in the circumferential direction of the rotor core is reduced, and the brake torque of the rotor core is reduced.
[0017]
According to the third aspect of the present invention, when a coil magnetic flux that flows linearly is formed between the teeth and the magnetic path forming portion formed on one side of the magnet in the circumferential direction of the rotor core, In the magnetic path forming portion formed on the other side, the magnetic path forming portion and the teeth are not in a serial state along the radial direction. Therefore, almost no linear flow of coil magnetic flux is formed between the teeth and the magnetic path forming portion formed on the other side of the magnet. Therefore, the flow of the linear coil magnetic flux simultaneously formed between the teeth and the two magnetic path forming portions formed on both sides of the magnet in the circumferential direction of the rotor core is reduced, and the brake torque of the rotor core is reduced.
[0018]
According to the invention described in claim 4, the first and second receiving holes are set to have different lengths in the circumferential direction of the rotor. Therefore, by appropriately setting the lengths of the first and second receiving holes, the circumferential centers of both magnetic path forming portions formed on both sides of the magnet and the circumferential center of the teeth can be easily adjusted in the radial direction of the rotor at the same time. Along the line. Therefore, the flow of the linear coil magnetic flux simultaneously formed between the teeth and the two magnetic path forming portions formed on both sides of the magnet in the circumferential direction of the rotor core is reduced, and the brake torque of the rotor core is reduced.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, since the torques obtained from the magnets embedded in the first and second receiving holes become substantially equal, a stable motor torque can be obtained.
According to the sixth aspect of the present invention, erroneous assembly of the magnet is prevented by embedding magnets of different sizes according to the first and second housing holes.
[0020]
According to the seventh aspect of the present invention, since the magnetic pole pairs are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotor, the rotor core can generate torque at equal angular intervals in the circumferential direction, and a stable motor torque can be obtained. Is obtained.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is embodied in an interior permanent magnet motor will be described below with reference to FIGS.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the interior magnet type motor 1 includes a stator 3 fixed to the inner periphery of a substantially bottomed cylindrical case 2 and a rotor 4. The stator 3 has a plurality of teeth 5 arranged at equal angular intervals on the inner periphery thereof, and each of the teeth 5 extends from the inner periphery of the stator 3 toward the center. In the present embodiment, 48 teeth 5 are provided at equal angular intervals. In this embodiment, the predetermined teeth 5 will be described as the teeth 5a, 5b, and 5c in order to make the description easy to understand.
[0023]
A winding 7 is wound around each tooth 5 via an insulator 6. A gap 5d is formed between the teeth 5 that are adjacent in the circumferential direction, and the winding 7 is located in the gap 5d. In FIG. 2, the insulator 6 and the winding 7 are omitted. In the present embodiment, the winding 7 is distributedly wound around the teeth 5 having a central angle of 45 ° with respect to each other, and the winding 7 has a three-phase AC current having a phase difference of 120 °. Is supplied.
[0024]
The rotor 4 includes a rotor core 8, and a plate-shaped magnet 11 is embedded in the rotor core 8. The rotor core 8 is formed by laminating a plurality of disc-shaped electromagnetic steel plates.
[0025]
An axial hole 8a is formed in the axis of the rotor core 8 so as to penetrate the rotor core 8 in the axial direction. Around the shaft hole 8a, a plurality (eight) of fixing holes 8b penetrating the rotor core 8 in the axial direction are formed in the circumferential direction. A pin 12 is inserted through the fixing hole 8b, and the pin 12 fixes the electromagnetic steel plates in a stacked state.
[0026]
Near the outer periphery of the rotor core 8, a first accommodation hole 13 and a second accommodation hole 14 that penetrate the rotor core 8 in the axial direction are formed. The same number of the first accommodation holes 13 and the second accommodation holes 14 are formed, and the four first accommodation holes 13 and the second accommodation holes 14 are alternately formed in the circumferential direction of the rotor core 8.
[0027]
The magnet 11 is accommodated in each of the first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14. By appropriately setting the formation positions of the first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14, the arrangement position of the magnet 11 is changed. Has been determined.
[0028]
Next, the arrangement positions of the first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14 will be described in detail.
The first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14 are formed at equal angular intervals along the circumferential direction of the rotor core 8. The first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14 are respectively formed along a direction orthogonal to the radial direction. The first accommodating hole 13 and the second accommodating hole 14 have magnetic flux blocking holes 13a, 13b, 14a, 14b formed at both ends. The magnetic flux blocking holes 13a, 13b, 14a and 14b are formed at both ends of the first and second receiving holes 13 and 14 so that the magnetic path of the magnet 11 embedded in the first and second receiving holes 13 and 14 is not short-circuited. The rotor core 8 extends radially outward from the rotor core 8, and its end is located near the outer peripheral surface of the rotor core 8.
[0029]
In the circumferential direction of the rotor core 8, between the first accommodation hole 13 and the second accommodation hole 14, that is, between the magnetic flux interruption hole 13 a provided in the first accommodation hole 13 and the magnetic flux interruption hole 14 b provided in the second accommodation hole 14. Is formed with a first bar 16 as a magnetic path forming portion. In addition, a second bar 17 as a magnetic path forming portion is formed between the magnetic flux blocking hole 13b provided in the first housing hole 13 and the magnetic flux blocking hole 14a provided in the second housing hole 14. Since the magnetic flux blocking holes 13a, 13b, 14a, 14b extend radially outward of the rotor core 8, the first and second bars formed between the magnetic flux blocking holes 13a, 13b, 14a, 14b are provided. The reference numerals 16 and 17 are formed along the radial direction of the rotor core 8. Here, in this embodiment, the first bar 16 and the second bar 17 will be described as the first bars 16a, 16b and the second bar 17a, in particular, in order to make the description easy to understand.
[0030]
The first and second bars 16 and 17 are formed such that the circumferential length of the rotor core 8 is substantially equal to the circumferential length of the teeth 5.
The straight line L1 is the center of the axis of the rotor core 8, the circumferential center of the first bar 16a formed between the magnetic flux blocking hole 13a provided in the first housing hole 13 and the magnetic flux blocking hole 14b provided in the second housing hole 14, Are shown. The straight line L2 indicates a straight line connecting the axial center of the rotor core 8 and the circumferential center of the first bar 16b adjacent to the first bar 16a in the circumferential direction (clockwise in FIG. 2). Further, the straight line L3 is a circumferential center of the second bar 17a formed between the axial center of the rotor core 8 and the magnetic flux blocking hole 13b provided in the first housing hole 13 and the magnetic flux blocking hole 14a provided in the second housing hole 14. And a straight line that connects. The fixing hole 8b is set such that the center is located on the straight line L1 to L3.
[0031]
The straight line L4 is obtained by dividing the number of teeth 5 (48 in the present embodiment) by the number of magnets 11 (eight in the present embodiment) by the straight line L4 and the straight line L1 (six in the present embodiment). Of the fan-shaped central angle θ1 having an arc 3c formed by the teeth 5 of FIG.
[0032]
The angle θ2 is formed by the straight line L1 and the straight line L3, and the angle θ3 is formed by the straight line L2 and the straight line L3. The angle obtained by doubling the central angle θ1 (90 ° in the present embodiment) is the sum of the angle θ2 and the angle θ3, and the angle θ3 decreases as the angle θ2 increases.
[0033]
In the present embodiment, the angle θ2 is set smaller than the central angle θ1. Therefore, the angle θ3 is set to be larger than the central angle θ1. That is, the angle θ2 is set smaller than the angle θ3, and the first receiving hole 13 located in the angle range formed by the straight line L1 and the straight line L3 is located in the angle range formed by the straight line L2 and the straight line L3. The circumferential length of the rotor core 8 is set to be shorter than the second housing hole 14.
[0034]
Specifically, in the present embodiment, the central angle of the sector having the arc 3c of the stator 3 is formed such that the angle θ2 is equal to the length of 5.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the first accommodation hole 13 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so as to be equal to.
[0035]
Also, the rotor core 8 is formed so that the angle θ3 is equal to the central angle of the sector having the arc 3c of the stator 3 formed by the length of 6.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the second accommodation hole 14 in the circumferential direction is set.
[0036]
The inner side surface 11a or the outer side surface 11b of the magnet 11 is set in the first housing hole 13 and the second housing hole 14 formed as described above so that the magnetic flux direction and the radial direction of the rotor core 8 coincide with each other. It is housed so as to be a pole or an S pole. A plurality (eight in the present embodiment) of magnets 11 are embedded at equal angular intervals along the circumferential direction of the rotor core 8.
[0037]
The magnet 11 is provided with magnetic poles having the same outer surface 11b at opposite positions in the radial direction of the rotor core 8, and the outer surface 11b alternately becomes N pole and S pole in the circumferential direction of the rotor core 8. It is buried. In the present embodiment, the magnet 11 is buried in the first housing hole 13 so that the outer surface 11b becomes the N pole, and the outer surface 11b becomes the S pole in the second housing hole 14. The magnet 11 is buried.
[0038]
The magnet 11 and one magnet 11 adjacent to one side in the circumferential direction of the rotor core 8 form one set of magnetic pole pairs 11c (one each having an N pole and one S pole on the outer surface 11b). are doing. As shown in FIG. 2, the rotor core 8 of the present embodiment includes four magnetic pole pairs 11c.
[0039]
Since the magnets 11 are arranged at equal angular intervals, the magnetic pole pairs 11c are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotor core 8. In the present embodiment, since the number of magnetic pole pairs 11c is four, each magnetic pole pair 11c is arranged at every 90 °.
[0040]
The first housing hole 13 and the second housing hole 14 have a thickness (radial length) of a portion in which the magnet 11 is accommodated, and a thickness (radial length, that is, an inner side surface 11a of the magnet 11) of each magnet 11 (Length from to the outer surface 11b). Each magnet 11 has its inner side surface 11a and outer side surface 11b in close contact with both inner wall surfaces 13c, 13d, 14c, 14d of the first housing hole 13 and the second housing hole 14 orthogonal to the radial direction. It is fixed in the hole 13 and the second accommodation hole 14.
[0041]
As shown in FIG. 1, the rotor 4 thus formed has a rotating shaft 15 press-fitted and fixed in a shaft hole 8 a of the rotor core 8, and the rotating shaft 15 is attached to a bearing 19 provided on the case 2 and the lid 18. By being rotatably supported, it is rotatably supported and accommodated in the case 2 and the cover 18 so as to be surrounded by the stator 3.
[0042]
Next, the operation of the interior magnet type motor configured as described above will be described with reference to FIG.
The circumference of the rotor core 8 is set so that the angle θ2 is equal to the central angle of the sector having the arc 3c of the stator 3 formed by the length of 5.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the first accommodation hole 13 in the direction is set. Also, the rotor core 8 is formed so that the angle θ3 is equal to the central angle of the sector having the arc 3c of the stator 3 formed by the length of 6.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the second accommodation hole 14 in the circumferential direction is set.
[0043]
Therefore, when the circumferential center of the first bar 16a and the circumferential center of the teeth 5a are in series along the radial direction of the rotor 4 (see the straight line L1), the circumferential center of the second bar 17a and the stator 3 A circumferential center of a gap 5d between two circumferentially adjacent teeth 5b and 5c is in a serial state along the radial direction of the rotor 4 (see a straight line L3).
[0044]
Also, although not shown, when the rotor core 8 rotates and the circumferential center of the second bar and the circumferential center of the teeth 5 in the rotor core 8 are in series along the radial direction of the rotor core 8, the first bar 16 The center of the rotor core 8 in the circumferential direction is located at a gap 5 d between two teeth 5 adjacent in the circumferential direction of the stator 3.
[0045]
Therefore, when the rotor core 8 and the stator 3 rotate relative to each other, the circumferential center of the first bar 16 and the circumferential center of the teeth 5 and the circumferential center of the second bar 17 and the circumferential center of the teeth 5 in the rotor core 8. Are not simultaneously connected in series along the radial direction of the rotor core 8.
[0046]
As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) When the rotor core 8 and the stator 3 rotate relative to each other, the circumferential center of the first bar 16 and the circumferential center of the teeth 5 and the circumferential center of the second bar 17 and the circumferential direction of the teeth 5 in the rotor core 8. The center and the rotor core 8 will not be in series at the same time along the radial direction. Therefore, the flow of the linear coil magnetic flux simultaneously formed between the teeth 5 and the first and second bars 16 and 17 formed on both sides of the magnet 11 in the circumferential direction of the rotor core 8 is reduced, and Braking torque is reduced. Therefore, the ripple of the motor torque can be reduced.
[0047]
(2) When the circumferential center of the first bar 16a and the circumferential center of the teeth 5a in the rotor core 8 are in series along the radial direction of the rotor core 8 (see the straight line L1), the rotor core 8 of the second bar 17a Is located at the gap 5d between two teeth 5 adjacent in the circumferential direction of the stator 3 (see the straight line L3). Therefore, a linear flow of coil magnetic flux is formed between the first bar 16a and the teeth 5a, but no linear flow of coil magnetic flux is formed between the second bar 17a and the teeth 5. Therefore, the flow of the linear coil magnetic flux simultaneously formed between the first and second bars 16 and 17 and the teeth 5 can be reduced, and the braking torque can be efficiently reduced. Further, the ripple of the motor torque can be reduced by weakening the brake torque.
[0048]
(3) Four magnetic pole pairs 11c are provided, and are provided at 90 ° intervals in the rotor core 8. Therefore, substantially equal torque is applied to the rotor core 8 from the magnetic pole pairs 11c in the circumferential direction. Therefore, the permanent magnet motor 1 can output a stable torque.
[0049]
(4) The angle formed by the straight line L1 and the straight line L3 and the arc 3c of the stator 3 formed by the length of 5.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 and being continuous. The length of the first accommodation hole 13 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so that the central angle of the fan shape is equal.
[0050]
In addition, a sector having an angle formed by the straight line L2 and the straight line L3 and an arc of the stator 3 formed by a length of 6.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 and being continuous. Is set to be equal to the central angle of the second accommodation hole 14 in the circumferential direction of the rotor core 8. By appropriately setting the lengths of the first housing hole 13 and the second housing hole 14 in this manner, a rotor core capable of easily reducing the ripple of the motor torque can be formed.
[0051]
(5) The magnet 11 having the same shape is buried in the first housing hole 13 and the second housing hole 14 so that the outer surface 11b becomes the N pole or the S pole. Therefore, the magnetic force of the magnet 11 obtained from the first housing hole 13 and the second housing hole 14 is substantially equal, and the embedded magnet type motor 1 can output a stable torque.
[0052]
Note that the embodiment of the present invention may be modified as follows.
In the above embodiment, the magnets 11 having the same shape are embedded in the first housing hole 13 and the second housing hole 14. However, the shape of the magnet may be changed in accordance with the shapes of the first housing hole 13 and the second housing hole 14. For example, as shown in FIG. The magnet 21 formed longer in the accommodation hole 14 on the circumferential side of the rotor core 8 than the magnet 11 may be embedded.
[0053]
By changing the shape of the magnet 21 in accordance with the size of the second housing hole 14 as described above, when the magnet 11 and the magnet 21 are assembled into the first housing hole 13 and the second housing hole 14, Erroneous assembly can be prevented. Further, the largest magnetic force can be obtained from the limited space of the first housing hole 13 and the second housing hole 14, and the torque of the interior magnet type motor 1 can be increased.
[0054]
In the above embodiment, the angle formed by the straight line L1 and the straight line L3 and the length of the stator 3 formed by a length of 5.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 are continuous. The length of the first accommodation hole 13 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so that the center angle of the sector having the circular arc 3c is equal to that of the sector. The stator 3 has an angle formed by the straight line L2 and the straight line L3, and an arc 3c of the stator 3 formed by a length of 6.5 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 and continuous. The length of the second accommodation hole 14 in the circumferential direction of the rotor core 8 is set so that the central angle of the sector is equal to the central angle of the sector. However, it is sufficient that the circumferential centers of the first and second bars 16 and 17 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor core 8 and the circumferential center of the teeth 5 are not simultaneously in series along the radial direction of the rotor core 8. Therefore, for example, as shown in FIG. 4, the first accommodation hole 22 and the second accommodation hole 23 may be formed.
[0055]
More specifically, the straight line L11 and the straight line L12 are straight lines connecting the axial center of the rotor core 24 and the circumferential center of the magnetic flux blocking hole 22a provided in the first receiving hole 22 and the magnetic flux blocking hole 23b provided in the second receiving hole 23. Is shown. The straight line L13 indicates a straight line connecting the axial center of the rotor core 24 and the circumferential center of the magnetic flux blocking hole 22b provided in the first receiving hole 22 and the magnetic flux blocking hole 23a provided in the second receiving hole 23. A fan-shaped fan having an angle formed by the straight line L11 and the straight line L13 and an arc 3c of the stator 3 formed by a continuous length of 5.75 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the first accommodation hole 22 in the circumferential direction of the rotor core 24 is set so that the central angle is equal to the central angle.
[0056]
Further, a sector having an angle formed by the straight line L12 and the straight line L13 and an arc of the stator 3 formed by a length of 6.25 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3 and being continuous. Is set to be equal to the central angle of the second accommodation hole 23 in the circumferential direction of the rotor core 24.
[0057]
Further, for example, as shown in FIG. 5, a first accommodation hole 31 and a second accommodation hole 32 may be formed.
More specifically, the straight line L21 and the straight line L22 are straight lines connecting the axial center of the rotor core 33 and the circumferential center of the magnetic flux blocking hole 31a provided in the first receiving hole 31 and the magnetic flux blocking hole 32b provided in the second receiving hole 32. Is shown. The straight line L23 indicates a straight line connecting the axial center of the rotor core 33 and the circumferential center of the magnetic flux blocking hole 31b provided in the first receiving hole 31 and the magnetic flux blocking hole 32a provided in the second receiving hole 32. The angle formed by the straight line L21 and the straight line L23, and the center of the sector having the arc of the stator 3 formed by the continuous length of 5.25 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the first accommodation hole 31 in the circumferential direction of the rotor core 33 is set so that the angle is equal to the angle.
[0058]
In addition, the sector formed by the angle formed by the straight line L22 and the straight line L23 and the arc of the stator 3 formed by the continuous length of 6.75 teeth 5 arranged along the circumferential direction of the stator 3. The length of the second accommodation hole 32 in the circumferential direction of the rotor core 33 is set so that the center angle of the second accommodation hole 32 is equal to the central angle of the second accommodation hole 32.
[0059]
In addition, the circumferential lengths of the first accommodation hole and the second accommodation hole can be appropriately changed, and a straight line connecting the axis center of the rotor core and the first bar, and the axis center of the rotor core and the The angle formed by the straight line connecting the two bars may be different from the central angle of the sector having an arc of the stator formed by an integral number of teeth.
[0060]
In the above embodiment, the position of the fixing hole 8b is set such that the center of the fixing hole 8b is located on the straight line L1 to L3. However, for example, as shown in FIG. 6, a straight line connecting the axial center of the rotor core 8 and the circumferential center of the first housing hole 13 and a straight line connecting the axial center of the rotor core 8 and the circumferential center of the second housing hole 14. A fixing hole 34 for inserting the pin 12 may be formed thereon.
[0061]
In the above embodiment, the rotor 4 is formed by burying the plate-shaped magnet 11 in the first housing hole 13 and the second housing hole 14 extending along the direction orthogonal to the radial direction of the rotor core 8. However, other shapes may be adopted for the shapes of the first housing hole 13 and the second housing hole 14 and the shapes of the magnets housed in the first housing hole 13 and the second housing hole 14. Therefore, for example, the receiving hole is formed in a V-shape, and a V-shaped magnet is buried inside the receiving hole, or the receiving hole is curved in an arc shape toward the outer peripheral surface side of the rotor core 8. The magnet formed by embedding may be embedded.
[0062]
In the above-described embodiment, the first and second bars 16 and 17 are formed such that the circumferential length of the rotor core 8 is substantially equal to the circumferential length of the teeth. However, the length of the first and second bars 16, 17 in the circumferential direction of the rotor core 8 may be changed as appropriate, and by increasing the length, the reluctance torque can be increased. A larger torque can be output from 1.
[0063]
In the above embodiment, the rotor core 8 has four magnetic pole pairs 11c, but the number of magnetic pole pairs may be changed as appropriate.
In the above embodiment, each magnetic pole pair 11c is formed in the same shape. However, it is sufficient that a linear coil magnetic flux is not simultaneously formed between the teeth and the bars formed on both sides of the accommodation hole provided in each magnetic pole pair. Therefore, the shape of the accommodation hole provided in each magnetic pole pair may be different.
[0064]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an interior magnet type motor capable of reducing torque ripple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of an interior magnet type motor.
FIG. 2 is a plan view of a stator and a rotor.
FIG. 3 is a plan view of another example of a stator and a rotor.
FIG. 4 is a plan view of another example of a stator and a rotor.
FIG. 5 is a plan view of another example of a stator and a rotor.
FIG. 6 is a plan view of another example of a stator and a rotor.
FIG. 7 is a plan view of a conventional stator and rotor.
[Explanation of symbols]
θ1 central angle, θ2 angle, L1, L3 straight line, 3 stator, 4 rotor, 5, 5a, 5b, 5c teeth, 5d gap, 7 winding, 8 rotor core, 11 magnet, 11c: magnetic pole pair, 13: first accommodating hole, 14: second accommodating hole, 16, 16a, 16b: first bar as magnetic path forming part, 17, 17a: second bar as magnetic path forming part, 21 …magnet.

Claims

A stator (3) in which a winding (7) is wound around a plurality of teeth (5) formed in a cylindrical shape and formed at equal angular intervals in a circumferential direction and extending toward an axial center;
A rotor core (8), a plurality of magnets (11) embedded such that magnetic poles radially outward in the circumferential direction of the rotor core (8) alternately become N poles and S poles, and a periphery of the rotor core (8). Magnetic path forming portions (16, 17) extending along the radial direction of the rotor core (8) between adjacent magnets (11) in the direction, and are rotatably accommodated inside the stator (3). A rotor (4);
With
The circumferential centers of the two adjacent magnetic path forming portions (16a, 17a) and the circumferential center of the teeth (5) are not simultaneously in series with each other along the radial direction of the rotor (4). Wherein the magnetic path forming portions (16a, 17a) are formed in the motor.

A stator (3) in which a winding (7) is wound around a plurality of teeth (5) formed in a cylindrical shape and formed at equal angular intervals in a circumferential direction and extending toward an axial center;
A rotor core (8), a plurality of magnets (11) embedded such that magnetic poles radially outward in the circumferential direction of the rotor core (8) alternately become N poles and S poles, and a periphery of the rotor core (8). Magnetic path forming portions (16, 17) extending along the radial direction of the rotor core (8) between adjacent magnets (11) in the direction, and are rotatably accommodated inside the stator (3). A rotor (4);
With
A central angle (θ1) of a sector having an arc (3c) of the stator (3) formed by the number of the teeth (5) obtained by dividing the number of the teeth (5) by the number of the magnets (11); A straight line (L1) connecting the circumferential center of the magnetic path forming section (16a) to the axial center of the rotor core (8) and the magnetic path forming section (16a) adjacent to the magnetic path forming section (16a) in the circumferential direction. The magnetic path forming portions (16a, 17a) are formed so that an angle (θ2) formed by a straight line (L3) connecting the center of the shaft of the rotor core (8) is different from that of the magnetic path forming portion (16a, 17a). Interior magnet type motor.

When the circumferential center of the magnetic path forming section (16a) and the circumferential center of the teeth (5a) are in series along the radial direction of the rotor (4), the magnetic path forming section (16a) ) And the circumferential center of the gap (5d) between the tooth (5b) and the tooth (5c) adjacent to the tooth (5b). The interior magnet type motor according to claim 1 or 2, wherein the motor is in series along the radial direction of (4).

The rotor core (8) is provided with a plurality of first and second accommodation holes (13, 14) which are arranged in a circumferential direction of the rotor core (8) and accommodate the magnet (11).
The first and second housing holes (13, 14) have different lengths in the circumferential direction of the rotor (4) and are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor (4). The interior magnet type motor according to any one of claims 1 to 3.

The interior magnet type motor according to claim 4, wherein magnets (11) having the same size are embedded in the first and second receiving holes (13, 14), respectively.

The second accommodation hole (14) is formed to be longer in the circumferential direction of the rotor core (8) than the first accommodation hole (13), and the second accommodation hole (14) is provided with the first accommodation hole (14). The embedded magnet type according to claim 4, characterized in that a magnet (21) having a length in the circumferential direction of the rotor core (8) larger than that of the magnet (11) embedded in the hole (13) is embedded. motor.

Two magnets (11) adjacent in the circumferential direction of the rotor (4) constitute a magnetic pole pair (11c), and the magnetic pole pairs (11c) are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the rotor (4). The interior permanent magnet motor according to any one of claims 1 to 6, wherein: